2024版JMAG标准培训教材(PDF4)

JMAG标准培训教材(PDF4)
目录CONTENCT •JMAG软件概述
•电磁场分析基础
•建模与网格划分技巧
•求解器设置与运行参数调整•后处理与结果可视化
•应用实例与案例分析
01
JMAG软件概述
软件背景及发展历程
创立背景
JMAG软件是由日本JSOL公司开发的一款电磁场分析软件，旨在为
用户提供高效、精确的电磁场仿真解决方案。

发展历程
自创立以来，JMAG软件不断更新迭代，逐渐发展成为全球领先的电
磁场分析软件之一，广泛应用于电机、电器、电磁铁等领域的研发
和设计过程中。

主要功能与应用领域
主要功能
JMAG软件具有强大的电磁场分析能
力，可以进行静态、瞬态、谐波等多
种电磁场仿真分析，同时支持多物理
场耦合分析，如电磁热耦合、电磁结
构耦合等。

应用领域
JMAG软件广泛应用于电机、电器、
电磁铁等电磁设备的研发和设计过程
中，如电动汽车电机、家用电器电机、
传感器、电磁阀等。

版本更新与新增功能
版本更新
JMAG软件不断更新迭代，每个新版本都会修复之前版本存在的问题，并增加新的功能和优化算法，提高软件的性能和易用性。

新增功能
近年来，JMAG软件新增了多种功能，如自动化优化设计、多物理场耦合分析、云计算支持等，进一步提高了软件的实用性和先进性。

同时，JMAG软件还加强了与其他软件的集成和兼容性，如与CAD软件的接口集成，方便用户进行模型导入和导出。

02
电磁场分析基础
电磁场理论简介
麦克斯韦方程组
阐述电场和磁场之间内在联系的基本方程，包括高斯定律、高斯磁定律、法拉第电磁感应定律和安培环路定律。

电磁波传播
探讨电磁波在自由空间及有耗媒质中的传播特性，如传播速度、衰减常数、相位常数等。

边界条件
分析电磁场在不同媒质分界面上的行为，如反射、折射和透射等现象。

有限元法与边界元法原理
有限元法
将连续求解域离散为有限个单元的组合体，通过求解每个
单元的近似解来逼近整个求解域的解。

该方法适用于复杂
形状和边界条件的求解。

边界元法
将求解域边界离散为有限个单元，通过求解边界上的积分
方程得到整个求解域的解。

该方法降低了问题维度，提高
了计算效率。

有限元法与边界元法的比较
阐述两种方法的优缺点及适用范围，以便在实际问题中选
择合适的方法。

材料属性与边界条件设置
材料属性
介绍电磁场分析中常用的材料参数，如介电常数、磁导率、电导率等，以及这些参数对
电磁场分布的影响。

边界条件
讨论电磁场分析中常见的边界条件类型，如狄利克雷边界条件、诺依曼边界条件、混合
边界条件等，以及这些边界条件的设置方法和应用场景。

材料属性与边界条件的关联
分析材料属性和边界条件在电磁场分析中的相互作用，以及如何在实际问题中合理设置
这些参数以获得准确的分析结果。

03
建模与网格划分技巧
80%
80%
100%
几何建模方法
利用CAD 软件创建精确的几何模型，导入JMAG 进行电磁分析。

在JMAG 中使用内置工具进行几何建模，适用于简单模型或快速原型设计。

通过定义参数和关系式创建可调整的模型，便于优化设计和敏感性分析。

基于CAD 的建模
直接建模
参数化建模
01
02
03
04
结构化网格
非结构化网格
混合网格
自适应网格
网格类型及划分策略
结合结构化与非结构化网格的优点，提高计算效率。

适用于复杂形状模型，具有更高的灵活性。

适用于形状规则的模型，生成速度快，质量好。

根据模型特点和求解需求自动调整网格密度和分布。

去除冗余细节
合并相邻部件
使用等效模型
优化网格质量
模型优化与简化技巧
删除对分析结果影响较小的几何特征，如倒角、小孔等。

将相邻且材料属性相同的部件合并为一个，减少网格数量和计算时间。

对于某些复杂结构，可以使用等效模型来简化分析过程，如将电机绕组简化为等效电路模型。

通过调整网格参数、使用网格修复工具等方法提高网格质量，从而提高求解精度和效率。

04
求解器设置与运行参数调整
求解器类型选择及参数设置
求解器类型
根据问题类型和规模选择合适的求解器，如线性求解器、非线性求解器等。

参数设置
针对选定的求解器，设置合适的参数，如迭代次数、收敛精度、步长等，以确保求解过程的稳定性和效率。

运行过程监控与结果
运行过程监控
实时监控求解器的运行状态，包括迭代次数、残差、收敛情况等，以便及时发现问题并
调整参数。

结果输出
将求解结果以图表、数据等形式输出，便于分析和比较不同参数设置对求解结果的影响。

根据设定的收敛精度和迭代次数等参数，判断求解过程是否收敛。

若未收敛，则需要调整参数或采用其他优化策略。

优化策略
针对未收敛的情况，可以采用多种优化策略，如改变步长、增加迭代次数、使用更高效的算法等，以提高求解效率和精度。

收敛性判断
收敛性判断及优化策略
VS
05
后处理与结果可视化
数据提取
数据整理
数据格式转换
数据提取与整理方法
对提取的数据进行归类、排序和筛选，以便于后续分析和可视化。

将仿真结果转换为通用数据格式，如CSV 、TXT 等，以便于在常用数据处理软件中进行处理。

从仿真结果中提取关键数据，如磁场分布、电流密度、力矩
等。

03
图表美化
运用颜色、线条粗细、字体等视觉元素，提升图表的视觉效果和易读性。

01
图表类型选择
根据数据类型和展示需求，选择合适的图表类型，如折线图、柱状图、散点图等。

02
图表元素设置
设置图表的标题、坐标轴标签、图例等元素，以便于理解和解读图表。

图形化展示技巧
结果对比分析与评估
结果对比
将不同设计方案或不同参数下的仿真结果进行对比，以评估其优
劣。

数据分析
运用统计分析方法，对仿真结果进行定量评估，如计算平均值、
标准差等。

结果评估
根据对比分析和数据分析的结果，对设计方案或参数进行优化或
调整。

06
应用实例与案例分析
电机设计案例分析
永磁同步电机设计
详细介绍永磁同步电机的设计流程，包括电磁设计、热设计、机械结构设计等，通过案例展示JMAG在电机
设计中的应用。

感应电机设计
阐述感应电机的工作原理和设计要点，通过案例分析展示JMAG在感应电机设计中的应用，包括性能分析、
优化设计等。

开关磁阻电机设计
介绍开关磁阻电机的工作原理和设计方法，通过案例展示JMAG在开关磁阻电机设计中的应用，如磁场分析、
转矩计算等。

电流传感器应用
解析电流传感器的工作原理和应用场景，通过案例展示JMAG在电流传感器设计中的应用，如磁场分析、灵敏度计算等。

位置传感器应用
阐述位置传感器的工作原理和设
计要点，通过案例分析展示
JMAG在位置传感器设计中的应
用，包括精度分析、优化设计等。

压力传感器应用
介绍压力传感器的工作原理和设
计方法，通过案例展示JMAG在
压力传感器设计中的应用，如应
力分析、性能评估等。

传感器应用实例解析
电动汽车驱动系统
航空航天领域应用工业机器人应用
其他领域应用案例探讨探讨电动汽车驱动系统的设计
和优化方法，通过案例分析展
示JMAG在电动汽车驱动系统
设计中的应用，如效率提升、
热管理等。

解析航空航天领域对高性能电
机的需求和挑战，通过案例展
示JMAG在航空航天领域电机
设计中的应用，如高可靠性设
计、轻量化设计等。

阐述工业机器人对电机和传感器的需求及设计要求，通过案例分析展示JMAG在工业机器人设计中的应用，如高精度控制、高效率驱动等。

THANK YOU
感谢聆听。