MAXWELL使用说明 PPT课件
ansoft maxwell 入门及相关基础操作 ppt课件
求解器选择
ppt课件
3
1 功能介绍（续）
静磁场求解器（Magnetostatic ）
用于分析由恒定电流、永磁体及外部激磁引起的磁场， 是用于激励器、传感器、电机及永磁体等。该模块可自动计算 磁场力、转矩、电感和储能。
瞬态磁场求解器（Transient ） 用于求解某些涉及到运动和任意波形的电压、电流源激励 的设备，可获得精确的预测性能特性。该模块能同时求解磁场、 电路及运动等强耦合的方程，从而得到电机的相关运行性能
分析电机、传感器、变压器、永磁设备、激励器等电磁装置
的静态、稳态、瞬态、正常工况和故障工况的特性。它所包
含的自上而下执行的用户界面、领先的自适应网格剖分技术
及用户定义材料库等特点，使得它在易用性上遥遥领先。它
具有高性能矩阵求解器和多CUP处Biblioteka 能力，提供了最快的求解速度。
ppt课件
2
1 功能介绍（续）
ppt课件
5
1 功能介绍——界面环境
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ppt课件
7
1 功能介绍——界面环境
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8
1 功能介绍——界面环境
ppt课件
9
2 模型建立（modeling）
在绘制曲线模型时，系统默认的是将封闭后的曲线自动生成 面，如果用户不想让其自动生成面，可以在绘制曲线模型前， 点击菜单栏中的Tools/Options/Modeler Options 项更改绘图设 置。
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4
1 功能介绍（续）
涡流场求解器（Eddy Current）
用于分析受涡流、集肤效应、邻近效应影响的系统。 它求解的频率范围可以从０到数百兆赫兹，能够自动计算损 耗、铁损、力、转矩、电感与储能。
MAXWELL使用说明
Ansoft Maxwell 2D/3D 使用说明目录第1章Ansoft 主界面控制面板简介第2章二维（2D）模型计算的操作步骤2.1 创建新工程 (2)2.2 选择求解问题的类型 (3)2.3 创建模型（Define Model） (4)2.4 设定模型材料属性（Setup Materials） (6)2.5 设定边界条件和激励源（Setup Boundaries/Sources） (8)2.6 设定求解参数（Setup Executive Parameters） (9)2.7 设定求解选项（Setup Solution Options） (10)2.8 求解(Solve) (10)2.9 后处理（Post Process） (11)2.10 工程应用实例 (12)第3章三维（3D）模型计算的操作步骤3.1 建模 (14)3.2 定义材料属性 (17)3.3 加载激励和边界条件 (18)3.4 设置求解选项和求解 (18)3.5 后处理 (18)3.6 补充说明 (18)3.7 例 1 两电极电场计算 (18)第4章有限元方法简介4.1 有限元法基本原理 (22)4.2 有限元网格自适应剖分方法 (23)第1章Ansoft 主界面控制面板简介在Windows下安装好Ansoft软件的电磁场计算模块Maxwell之后，点击Windows 的“开始”、“程序”项中的Ansoft、Maxwell Control Panel，可出现主界面控制面板（如下图所示），各选项的功能介绍如下。
1.1 ANSOFT介绍Ansoft公司的联系方式，产品列表和发行商。
1.2 PROJECTS创建一个新的工程或调出已存在的工程。
要计算一个新问题或调出过去计算过的问题应点击此项。
点击后出现工程控制面板，可以实现以下操作：●新建工程。
●运行已存在工程。
●移动，复制，删除，压缩，重命名，恢复工程。
●新建，删除，改变工程所在目录。
2024版MAXWELL使用说明教学课件
件•软件介绍与安装•界面功能与操作指南•电磁场仿真基础知识•模型建立与编辑技巧目•仿真分析与结果展示•高级功能应用与拓展学习录01软件介绍与安装1 2 3MAXWELL是一款功能强大的电磁场仿真软件，广泛应用于电机、变压器、传感器等电磁设备的设计与分析。
该软件采用先进的有限元分析方法，能够准确模拟各种复杂电磁场问题，提供全面的解决方案。
MAXWELL具有直观的用户界面和丰富的后处理功能，方便用户进行高效、准确的设计和分析。
MAXWELL软件概述显卡支持OpenGL 2.0或更高版本的显卡，建议采用专业图形卡。
至少50GB 可用硬盘空间，推荐100GB 或更多。
内存至少8GB RAM ，推荐16GB 或更多。
操作系统Windows 7/8/10（64位），Linux （64位）。
处理器Intel 或AMD 多核处理器，建议采用高性能计算机。
系统需求与兼容性01 02 031. 下载MAXWELL安装程序，并解压到指定目录。
2. 运行安装程序，按照提示进行安装。
3. 在安装过程中选择安装路径和相关组件。
010203在安装前请关闭所有正在运行的程序。
确保计算机满足最低系统需求。
注意事项安装过程中请勿随意更改默认设置。
如遇安装问题，请参考常见问题解决方案或联系技术支持。
常见问题解决方案1. 安装程序无法启动确保下载的安装程序完整且未损坏。
以管理员身份运行安装程序。
01关闭杀毒软件或防火墙后重试。
022. 安装过程中出现错误提示03检查计算机是否满足最低系统需求。
确保安装路径可用且没有权限问题。
尝试重新安装或修复安装。
3. 软件启动失败或崩溃01检查显卡驱动是否更新到最新版本。
02关闭其他占用大量资源的程序。
03尝试以管理员身份运行软件。
02界面功能与操作指南显示模型、数据、结果等主要内容。
主界面包括模型树、属性窗口、输出窗口等，用于管理和查看模型的不同方面。
功能区域提供文件、编辑、视图、工具、窗口和帮助等菜单选项。
Maxwell课件
xx年xx月xx日
目录
• Maxwell方程 • Maxwell方程的求解方法 • Maxwell方程的应用
01
Maቤተ መጻሕፍቲ ባይዱwell方程
静电场中的高斯通量定理
总结词：基本性质
详细描述：静电场中的高斯通量定理表述了电场强度与闭合曲面上的电量之间的 关系，即通过任意闭合曲面的电通量等于该闭合曲面内包围的电荷量。这个定理 是静电场的基本性质之一，也是解决电场问题的重要工具之一。
02
Maxwell方程的求解方法
分离变量法
分离变量法是一种将Maxwell方程组 简化为一组常微分方程的方法，通过 将电场和磁场在空间和时间上进行分 离，得到一组具有明确物理意义的偏 微分方程。
该方法主要用于求解具有周期性边界 条件和平面波激励的问题，如波导、 谐振腔、平板波导等。
分离变量法可以得出精确解，但其计 算过程较为复杂，需要使用数值计算 方法进行求解。
THANKS
03
Maxwell方程的应用
电磁波传播与散射
电磁波传播
Maxwell方程组是描述电磁波传播的基础，可以用来研究电 磁波在介质中的传播特性。
电磁波散射
当电磁波遇到物体表面时，会发生散射现象。散射现象可以 用Maxwell方程组结合物体表面的边界条件来求解。
电磁波的辐射与散射
电磁波辐射
Maxwell方程组可以描述电磁波的辐射过程，研究天线的辐射特性以及电磁 波在自由空间中的传播。
有限差分法
有限差分法是一种将连续的空间离散 化，用差分近似代替偏微分的方法， 将Maxwell方程组的微分形式转换为
差分形式进行数值求解。
该方法适用于求解具有规则几何形状 的问题，如波导、谐振腔、平板波导 等，也可以用于求解自由空间中的电
《电磁学Maxwell》课件
学的重要性。
5
安培定律
了解安培定律和它在Maxwell方程组中的 作用。
电磁波
1 什么是电磁波
学习电磁波的基本定义、特性，以及电磁波 的传播方式。
2 电磁波的传播规律
探索电磁波如何在空间中传播，以及传播速 度的特点。
3 电磁波的性质
研究电磁波的频率、波长和能量等性质。
4 电磁波的应用
了解电磁波在通信、医学和科学研究等领域 的广泛应用。
《电磁学Maxwell》PPT课 件
让我们一起探索电磁学！本课程将介绍电学基础、磁学基础、Maxwell方程组、 电磁波以及电磁学的实际应用。
电学基础
什么是电学
学习电的基本原理，电荷与 电场的关系，以及静电场的 特性。
电荷与电场
了解电荷的性质，并学习电 荷如何产生电场以及电场的 作用。
电场叠加原理
展望电磁学在未来的科学、技术和社会发展中的潜 力。
探索不同电荷在空间中产生 的电场如何相互叠加。
磁学基础
1 什么是磁学
揭示磁学的基本概念，包括磁场的定义、性 质和作用。
2 磁场
了解磁场是如何由磁物体产生并对其他物体 产生作用的。
3 静磁场
探索静止磁场的特性和行为，以及磁场与电 荷的相互作用。
4 磁场叠加原理
了解多个磁场如何叠加，并研究叠加后磁场 的性质。
应用实例
电动机的工作原理
研究电磁学在电动机中的应用， 以及电动机的工作原理和效率。
带电粒子在磁场中的 运动
探索带电粒子在磁场中的受力 情况和运动轨迹。
电磁辐射的防护技术
了解电磁辐射对人体健康的影 响及相关防护技术。
结束语
总结
总结本课的重点内容，并强调电磁学的重要性和应 用前景。
Maxwell超级电容-PPT精品文档67页
SITRAS® SES - 解决方案
储能系统: 基站或在车上
时间 t1 1号车刹车
储能系统储存刹车能量
时间 t2 2号车加速
储能系统放出能量
应用: 交替送出储存的刹车能量，用于车辆再加速
10.08.01
Saved energy
Reduction of the power need by 50 kW
Energy saving of 340.000 kWh per year and per installation
thermal limit 68 kWh/h
13.08.01
Ultracapacitors l Microelectronics l High-Voltage Capacitors
庞巴迪运输系统的MITRAC
MITRAC energy saver
Ultracapacitors l Microelectronics l High-Voltage Capacitors
风力发电机变桨系统
变桨系统储能装置
每个变桨系统配有一个 超级电容紧急供电装置
开关盒 包含2600F的
超级电容
超级电容因如下原因代 表着一个理想的应急供 能系统： • 提高了安全水平 • 高可靠性 • 效率 • 可扩展性
75 V, 81 F 超级电容模块
4 模块串联驱动 300 V 3-5 MW风电场的
• BOOSTCAP module: 48 BCAP0010 112 V, 55 F 40 kW 尖峰电力
Sizing Your System
Ultracapacitors l Microelectronics l High-Voltage Capacitors
Maxwell课件
超材料与超表面
超材料
具有天然材料不具备的超常物理性质的人工复合材料。
超表面
具有超常光学特性的二维材料，可实现对电磁波的任意调控。
计算电磁学
有限元法（FEM）
将问题域离散成许多小的网格单元，在每个单元上求解麦克 斯韦方程的近似解。
时域有限差分法（FDTD）
传导骚扰
Maxwell的传导骚扰分析可以预测电子设备通过电源线和其他导体产生的噪声对 其他设备的影响。
微波和射频
波导分析
Maxwell的波导分析可用于研究和设计微波和射频传输线系 统，例如波导、同轴线和微带线。
电磁波传播
Maxwell的电磁波传播分析可以模拟电磁波在各种介质和结 构中的传播，例如天线设计和无线通信系统。
恒定磁场的性质包括安培环路定律、法拉第电磁感应定律、 磁通连续性原理等。
时变电磁场
时变电磁场是指随时间变化的电磁场，其基本特征是能量转换和传播。
时变电磁场的性质包括麦克斯韦方程组、波动方程等。
02
maxwell方程的程序实现
程序实现方法
1 2
基于有限元方法
将连续的Maxwell方程离散化，转化为线性方 程组进行求解。
求解线性方程组的方法
直接求解法
利用矩阵的逆运算直接求解方程组，得到每个节 点的数值解。
迭代求解法
通过迭代逐步逼近方程组的解，直到满足一定的 收敛准则。
快速求解算法
采用快速算法如FFT等，对有限元离散后的方程 组进行快速求解。
03
maxwell方程的数值计算
有限元方法
区域离散：将连续的求解区域离散化为由有限个小的 子区域组成的集合
1-12MAXWELL使用说明
第3章三维（3D）模型计算的操作步骤3.1 建模1．新建工程（Project）双击MAXWELL图标，打开MAXWELL面板。
单击Project，打开工程窗口，然后单击new按钮，弹出图1所示的窗口。
输入文件名（如test3d），选择分析类型（Type）为Maxwell 3D Version 6，单击OK。
图1 工程主界面2．选择求解类型Solver（求解器）有三种类型，默认的求解器是Megnetostatic（静磁场），另外两个是Electrostatic（静电场）和Eddy Current（涡流场）。
根据自己的需要进行选择。
3．进入建模窗口单击Draw按钮，弹出图2所示窗口。
默认单位制是mm，单击该按钮可以修改单位制，然后单击OK。
图2 单位设定界面4．建模的准备工作和基本技能（1）准备工作开始打开建型界面时看到四个小窗口，其为从不同角度观察的界面（视图），在建模时最好只利用右上角的三维坐标界面；将鼠标移动到右上角窗口的左下角，此时鼠标变成黑色，两边都有箭头，即，按下鼠标左键向左下方拖拉，扩大该窗口。
（2）基本技能：i）图形旋转。
光标在窗口中点右键，弹出一个图3所示的窗口，单击其中的Rotate，菜单消失，鼠标变成弧状，按住左键拖动可以旋转物体。
ii）图形放大与缩小。
单击工具栏中的“+”号按钮可放大图形，“—”号可缩小，“x”号使图形充满窗口。
iii）移动工作平面。
移动工作平面可视为建立一个局部坐标，设置一个特定坐标原点与方向的坐标系。
移动工作平面在建模中具有非常重要的作用，可大大简化建模过程，如建立两个圆柱时，可首先设定工作平面的坐标系使其Z轴与第一个圆柱的轴线重合，建立该圆柱；然后设定工作平面的坐标系使其Z轴与第二个圆柱的轴线重合，建立该圆柱。
移动工作平面的具体操作步骤为：先在界面左上角的xyz后面的文本框中输入坐标原点的位置，然后执行菜单操作Coordinates->Set Current CS->Move Origin，将坐标系移动到该点。
Maxwell课件
maxwell方程对工程技术的贡献
推动电气工程技术的发展
Maxwell方程组为电气工程提供了理论基础，推动了电 力、电信、电子等技术的发展。
促进通信技术的进步
Maxwell方程组为无线通信技术的发展提供了理论基础 ，如电磁波的传播、天线设计等关键技术都依赖于 Maxwell方程组的描述。
支持材料科学的研究
Maxwell方程组对于材料中电磁波的传播、散射、反射 等特性的描述，为材料科学的研究提供了重要工具。
maxwell方程对未来科技发展的启示
1 2
支持未来通信技术的研究
Maxwell方程组将继续为无线通信技术的发展 提供理论基础，如5G、6G等新一代通信技术的 研究。
指导新材料的研发
Maxwell方程组对于材料中电磁波特性的描述 ，将为研发新型功能材料提供重要指导。
描述电磁波的传播特性
Maxwell方程组揭示了电磁波的存在、传播速度以及与物质的相 互作用规律，奠定了电磁学的基础。
统一电磁场理论
通过引入高斯定律和安培定律，Maxwell方程组将电场和磁场统 一为一个完整的电磁场理论。
预测电磁波的存在
Maxwell方程组预测了电磁波的存在，为后来的无线通信、雷达 等技术的发展奠定了理论基础。
maxwell课件
2023-10-30
目录
• maxwell方程的推导 • maxwell方程的应用 • maxwell方程的解 • maxwell方程与相对论的关系 • maxwell方程的意义与价值
01
maxwell方程的推导
静电学中的maxwell方程
静电学中的麦克斯韦方程组是由安培环路定律、法拉第电磁感应定律和库仑定律组合而成 的。
ansoft maxwell 入门及相关基础操作PPT课件
前者适用于XY 坐标系,而后者适用于RZ 坐标系。Const 为给定常
数， AZ 和 Aθ 分别为XY 坐标系下Z 方向上的矢量磁位和RZ 坐标
系下θ 方向矢量磁位。
4 边界条件（Boundary）
将 选 择 模 式 切 换 到 edge ， 点 击 菜 单 栏 中 的 Maxwell2D/Boundaries Assign / Vector Potential Boundary（或者在工作窗口右键）
点 击 菜 单 栏 中 的Maxwell2D/Boundaries/Assign/Balloon Boundary 项，弹出下图所示的窗口，这里无需用户定义气 球边界条件（Boundary）
4 Master/Slave Boundary 主从边界条件
主从边界条件是由两类边界条件配合而成，即主边界条件和 从边界条件。在使用时要先将模型的一条边定义为主边界，然后 再设定另外一条边为从边界。该边界条件的引入可以将类似于旋 转电机之类的几何模型简化，仅计算其中的一个极或一对极，从 而减少所计算的数据量。
5 激励源设置（Excitations）
5 激励源设置（Excitations）
在 线 圈 端 口 定 义 界 面 里 ， 包 括 端 口 名 称 ， Number of Conductors 线圈匝数。若是双层绕组，这个匝数是每槽导体数的一 半，若是单层绕组，则为每槽导体数。当每次选中多个截面一起定 义时，不需要乘以截面个数。
1 功能介绍
Ansoft公司的Maxwell 2D/3D是一个功能强大、结果精 确、易于使用的二维/三维电磁场有限元分析软件。它包括电 场、静磁场、涡流场、瞬态场和温度场分析模块，可以用来 分析电机、传感器、变压器、永磁设备、激励器等电磁装置 的静态、稳态、瞬态、正常工况和故障工况的特性。它所包 含的自上而下执行的用户界面、领先的自适应网格剖分技术 及用户定义材料库等特点，使得它在易用性上遥遥领先。它 具有高性能矩阵求解器和多CUP处理能力，提供了最快的求 解速度。
《Maxwell方程式》课件
该方程式是在前人研究的基础上 逐步完善的，Maxwell将其整合
为一个完整的理论体系。
Maxwell方程式的提出经历了漫 长的探索过程，Maxwell在实验 和理论上都做出了杰出的贡献。
02
CHAPTER
maxwell方程式的基本概念
电场和磁场的基本概念
总结词
理解电场和磁场的基本概念是理解Maxwell方程式的基础。电场是由电荷产生 的，而磁场是由电流和磁荷产生的。
03
无线通信
无线通信利用电磁波传递 信息，如手机、无线网卡 、蓝牙等。
雷达
雷达通过发射电磁波并接 收反射回来的信号，可以 探测目标的位置、速度和 方向等信息。
电磁炉
电磁炉利用电磁波产生涡 流加热食物，具有高效、 环保、安全等优点。
电磁波的干扰和防护
电磁干扰
电磁波的干扰可能导致电子设备性能 下降、信号传输错误等问题，如电磁 噪声、电磁辐射等。
Maxwell方程式是物理学中的 基本方程之一，它描述了电磁 场的运动规律和相互作用。
该方程式的提出为电磁学的发 展奠定了基础，对现代科技领 域产生了深远的影响。
Maxwell方程式在通信、电子 、能源等领域都有着广泛的应 用，是现代工业和科技发展的 重要支撑。
maxwell方程式的历史发展
Maxwell在19世纪60年代提出 了著名的Maxwell方程式，这标
05
CHAPTER
maxwell方程式的实验验证
实验验证的方法和步骤
01
02
03
04
实验准备
准备实验所需的设备，如磁场 测量仪、电场测量仪、粒子加
速器等。
实验设置
设置实验环境，包括磁场和电 场的强度、方向等参数。
(2024年)Maxwell教程
5
学习目的与意义
1 2
掌握电磁场仿真技术 通过学习Maxwell软件，掌握电磁场仿真技术的 基本原理和方法，具备独立解决复杂电磁问题的 能力。
提高工程设计能力 将电磁场仿真技术应用于工程设计中，能够更准 确地预测产品性能，提高设计质量和效率。
后处理 使用Maxwell的后处理功能查看和分析计算结果，如电场 强度分布、电势分布、电荷分布等，并可以生成报告和图 表以便进一步分析和交流
26
05
静磁场分析
CHAPTER
2024/3/26
27
静磁场问题描述
2024/3/26
01
静磁场是由稳定的电流或永磁体产生的磁场，不随 时间变化。
02
在静磁场中，磁感应强度B满足安培环路定律和磁高 斯定律。
3
2024/3/26
23
建模与网格划分
01
02
03
建立几何模型
使用CAD工具或Maxwell 的建模功能创建静电场分 析的几何模型
2024/3/26
网格划分
对模型进行网格划分，选 择合适的网格类型和大小， 以确保计算的准确性和效 率
边界条件设置
根据实际问题设置边界条 件，如电荷分布、电势差 等
24
感谢观看
2024/3/26
41
3
软件背景与特点
强大的电磁场仿真能力
Maxwell是一款专业的电磁场仿真软件，能够对 复杂电磁问题进行高精度建模和求解。
多物理场耦合分析
Maxwell支持电磁场、温度场、应力场等多物理 场的耦合分析，能够更真实地模拟实际工况。
ABCD
《Maxwell方程式》课件
欢迎大家来到《Maxwell方程式》PPT课件。在本课程中，我们将介绍Maxwell 方程式及其应用，以及它在电磁学中的重要性。
介绍总论
Maxwell方程式是用来描述电磁现象的一组基本方程式。我们将探讨它的起源、 基本原理，以及它在物理学和工程学中的重要性。
科尔曼定律
科尔曼定律描述了电荷之间相互作用的力。
表达式
科尔曼定律的表达式是F = k * |q1 * q2| / r^2。
应用案例
科尔曼定律在静电学和电荷分布研究中起着重 要作用。
高斯定理
高斯定理描述了电场通过封闭曲面的总电通量。
1
表达式
高斯定理的数学表达式是Φ = ∫E · dA = q / ε₀。
2
ห้องสมุดไป่ตู้
应用案例
Maxwell方程式的重要性涵盖了整个电磁学的领 域，并推动了科学和技术的发展。
未来研究方向
未来研究可以聚焦于更深入地理解Maxwell方程 式在量子力学和相对论物理中的运用。
Maxwell方程式的全部表达式包括Coulomb定律、 Gauss定理、法拉第定律和安培定律。
综合应用案例
Maxwell方程式的综合应用可用于解释电磁波传播、 电路分析和电磁辐射等现象。
总结
Maxwell方程式是电磁学中至关重要的一部分，它们在通信、能源和电子技术等领域有着广泛的应用。
重要性和应用价值
高斯定理可用于计算电场在各种几何形状下的分布情况。
3
应用案例
高斯定理在电荷密度和电场强度之间的关系研究中具有重要意义。
法拉第定律
法拉第定律描述了通过电磁感应产生的电动势。
1 表达式
法拉第定律的数学表达式是ε = -dΦ / dt。
电磁场 软件MAXWELL使用说明
Ansoft Maxwell 2D/3D 使用说明第1章Ansoft 主界面控制面板简介在Windows下安装好Ansoft软件的电磁场计算模块Maxwell之后，点击Windows 的“开始”、“程序”项中的Ansoft、Maxwell Control Panel，可出现主界面控制面板（如下图所示），各选项的功能介绍如下。
1.1 ANSOFT介绍Ansoft公司的联系方式，产品列表和发行商。
1.2 PROJECTS创建一个新的工程或调出已存在的工程。
要计算一个新问题或调出过去计算过的问题应点击此项。
点击后出现工程控制面板，可以实现以下操作：●新建工程。
●运行已存在工程。
●移动，复制，删除，压缩，重命名，恢复工程。
●新建，删除，改变工程所在目录。
1.3 TRANSLATORS进行文件类型转换。
点击后进入转换控制面板，可实现：1.将AutoCAD格式的文件转换成Maxwell格式。
2.转换不同版本的Maxwell文件。
1.4 PRINT打印按钮，可以对Maxwell的窗口屏幕进行打印操作。
1.5 UTILITIES常用工具。
包括颜色设置、函数计算、材料参数列表等。
第2章二维（2D）模型计算的操作步骤2.1 创建新工程选择Mexwell Control Panel (Mexwell SV)启动Ansoft软件→点击PROJECTS打开工程界面（如图2.1所示）→点击New进入新建工程面板（如图2.2所示）。
在新建工程面板中为工程命名（Name），选择求解模块类型（如Maxwell 2D, Maxwell 3D, Maxwell SV等）。
Maxwell SV为Student Version即学生版，它仅能计算二维场。
在这里我们选择Maxwell SV version 9来完成二维问题的计算。
图2.1 工程操作界面图2.2 新建工程界面2.2 选择求解问题的类型上一步结束后，建立了新工程（或调出了原有的工程），进入执行面板（Executive Commands）如图2.3所示。
《电磁学Maxwell》PPT课件
小结
Maxwell生在电磁学已经打好基础的年代； 及 时 总 结 了 已 有 的 成 就 〔Faraday 、 Thomson>,
提出问题； 深刻洞察超距作用学派理论的困难和不协调因素,
看穿那种力图把电磁现象归结于力学体系的超距 作用理论的根本弱点； 从类比研究入手,借助于数学工具,在理想思维的基 础上建立模型,甩掉一切机械论点,径直把位移电流 和电磁场作为客体摆在电磁理论的核心地位,开创 了物理学的又一个新起点.
动2好006.像12 是介质中分子的旋转运动
Maxwell的分子涡旋模型
小球——电以太, 受电力的作用会移 动 ——电流
六角形－磁以太, 绕磁力线旋转成右 手螺旋关系
两者象齿轮一样互 相啮合
2006.12
当电流从A—B流动时
当电流从A—B流动时,电 以太沿AB移动〔滚动前 进〕
电以太移动使与之啮合 的上下两排磁以太分别 按逆时针和顺时针方向 旋转,并依次带动上下各 排——形成与电流成右 手螺旋关系的空间磁力 线
2V4
1839年,Gauss定理
AndS AdV
1854年Stoxes定理Adl( A )ndS
2006.12
建立电磁现象的统一理论
这一切成果标志：建立电磁场理论的 时机成熟
摆在物理学家面前的课题是把已发现 的各个规律囊括起来,建立电磁现象的 统一理论.
Maxwell总结前人的工作,为电磁理论 的建立作出了卓越的贡献
2006.12
Weber的结论
首先由电流元相互作用的安培公式导出了 运动电荷相互作用力的具体公式
然后写出了两运动电荷之间的相互作用能 从而得到两载流线圈的相互作用能U 由此得到运动载流线圈 l 中的感应电动势
最新Ansoft-Maxwell简介与电场仿真实例课件PPT
Ansoft Maxwell
Ansoft公司的Maxwell 是一个功能强大、结果精确、易于使用的二 维/三维电磁场有限元分析软件。包括静电场、静磁场、时变电 场，时变磁场，涡流场、瞬态场和温度场计算等，可以用来分 析电机、传感器、变压器、永磁设备、激励器等电磁装置的静 态、稳态、瞬态、正常工况和故障工况的特性。
Ansoft的自适应有限元计算
迭代停止条件：两种条件
1. Maximum number of passes
最大允许迭代次数
2.Percent error（设定误差） Energy Error和Delta Energy都要小于 Percent error
两种条件满足其一，计算停止
加密剖分原则：
将具有更高能量误差的 单元进行加密
• 刺营出血流派是指善用刺营出血
疗法来治疗疾病的医学家所形成 的学术派别。
二、学术发展过程
起源与萌芽阶段（春秋以前） 理论奠基阶段（内经时代） 经验积累阶段（隋唐时期） 理论创新及特色形成阶段（宋金元时期） 成熟阶段（明清时期） 空前发展阶段（近现代时期）
1、起源与萌芽阶段（春秋以前）
部分电容
Capacitance Matrix 部分电容矩阵
4导体静电独立系统 Q1C10V1C12(V1V2)C13(V1V3) Q2 C20V2C21(V2V1)C23(V2V3) Q3 C30V3C31(V3V1)C32(V3V2)
Q 1 C 10C 12C 13 C 12
Q 2 C 12
继续建模：绘制外层屏蔽层模型 从Outer模型中减去Air模型，得到外层屏蔽层模型。 选中Outer模型和Air模型： Edit > Select > By Name
13-MAXWELL使用说明
Ansoft Maxwell 2D/3D 使用说明目录第1章Ansoft 主界面控制面板简介第2章二维（2D）模型计算的操作步骤2.1 创建新工程 (2)2.2 选择求解问题的类型 (3)2.3 创建模型（Define Model） (4)2.4 设定模型材料属性（Setup Materials） (6)2.5 设定边界条件和激励源（Setup Boundaries/Sources） (8)2.6 设定求解参数（Setup Executive Parameters） (9)2.7 设定求解选项（Setup Solution Options） (10)2.8 求解(Solve) (10)2.9 后处理（Post Process） (11)2.10 工程应用实例 (12)第3章三维（3D）模型计算的操作步骤3.1 建模 (14)3.2 定义材料属性 (17)3.3 加载激励和边界条件 (18)3.4 设置求解选项和求解 (18)3.5 后处理 (18)3.6 补充说明 (18)3.7 例 1 两电极电场计算 (18)第4章有限元方法简介4.1 有限元法基本原理 (22)4.2 有限元网格自适应剖分方法 (23)第1章Ansoft 主界面控制面板简介在Windows下安装好Ansoft软件的电磁场计算模块Maxwell之后，点击Windows 的“开始”、“程序”项中的Ansoft、Maxwell Control Panel，可出现主界面控制面板（如下图所示），各选项的功能介绍如下。
1.1 ANSOFT介绍Ansoft公司的联系方式，产品列表和发行商。
1.2 PROJECTS创建一个新的工程或调出已存在的工程。
要计算一个新问题或调出过去计算过的问题应点击此项。
点击后出现工程控制面板，可以实现以下操作：●新建工程。
●运行已存在工程。
●移动，复制，删除，压缩，重命名，恢复工程。
●新建，删除，改变工程所在目录。
Maxwell课件
干涉测量法
通过测量电磁波干涉现象 的条纹数量和分布，可以 计算出电磁波的波长、波 数和传播方向。
电磁波的干涉与衍射实验
干涉实验
通过将电磁波通过两个或多个狭缝，可以观察到电磁波的干涉现象，如明暗条纹交替出现、条纹间距与波长成正 比等。
衍射实验
通过将电磁波通过一个或多个孔径较小的狭缝，可以观察到电磁波的衍射现象，如远处的狭缝出现清晰的像、像 的形状与狭缝形状相似等。
快速动态变化的电磁现象。
动态响应
时变麦克斯韦方程可以用来研究 物体在快速变化的电磁场中的动 态响应，例如高速运动物体在电
磁场中的相互作用。
瞬态过程
时变麦克斯韦方程还可以描述电 磁场的瞬态过程，例如脉冲响应
和信号传输等。
量子力学对麦克斯韦方程的修正
量子电动力学
量子力学对麦克斯韦方程的修正涉及量子电动力学理论， 该理论考虑了光的量子性质和物质的波粒二象性。
辐射反应
在量子电动力学中，需要考虑电子和其他带电粒子在发射 或吸收光子时的辐射反应，这需要对麦克斯韦方程进行修 正。
相对论性
量子电动力学还与狭义相对论相结合，考虑了光子和物质 的相对论性质，从而对麦克斯韦方程进行更精确的修正。
感谢您的观看
THANKS
高阶的电磁现象。
产生高次谐波
非线性麦克斯韦方程可以解释如何 通过在强电场下产生的非线性效应 来生成高次谐波，这是线性方程无 法描述的。
光学孤子
非线性麦克斯韦方程还描述了光学 孤子的形成，即一种在非线性介质 中传播的光脉冲，其形状和速度不 会改变。
时变麦克斯韦方程
时变源
时变麦克斯韦方程考虑了随时间 变化的电磁场和源，适用于描述
恒定磁场方程
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Delta Confidential
退出Setup Boundaries/Sources並保存
第六步:設定求解參數（Setup Executive Parameters）
Delta Confidential
可求解的參數有: 施加在一個物體或一組物體上的電磁力 (Force)。 鐵心損耗 (Core Loss) 施加在一個物體或一組物體上的力矩 (Torque)。 磁鏈 (Flux Lines) 電容、電感、電阻值，對於多個物體給出分佈參數矩陣(Matrix)。
這個仿真不需要求解這些參數,跳過
第七步:設定求解選項（Setup Solution Options）
Delta Confidential
每次迭代時重新剖分的網格百分比
最大迭代次數 允許誤差 在求解時只要這兩個值中的任何一個達到設定值都將結束求解
第八步:求解(Solve)
選擇convergence觀察求解過程 已求解的步數 精度還沒有達到要求, 且當前迭代次數小於第七步設定的最大迭代次數, 所以將繼續迭代求解
4 PRINT 列印按鈕，可以對Maxwell的視窗螢幕進行列印操作。
5 UTILITIES 常用工具。包括顏色設置、函數計算、材料參數列表等。
Delta Confidential
第2章 二維（2D）模型計算的操作步驟
Delta Confidential
第一步: 創建新工程
Maxwell Control Panel -> PROJECTS -> New
同樣步驟完成對外圈導線賦值,唯一的不同在於填入的電流值不再是+1A,而是 -1A(內外圈電流反相): 最後是邊界設置,這裡只需要將background設為balloon
用edit/select/object/by clicking 選中background, 然後選擇assign/boundary/balloon, Assign完成邊界設置
background: vacuum
core_w : ferrite core_n : vacuum line_w_1-line__w_15 & line_1 – line_15
: copper
第五步:設定邊界條件和激勵源（Setup Boundaries/Sources）
退出材料編輯並保存,回到執行面板,設置激勵源和邊界條件:
Line_1 – line_15 Core_n Core_w
繪制 2D 模形,並給組件命名
第四步:設定模型材料屬性（Setup Materials）
退出模型編輯並保存,回到執行面板,設置材料屬性:
Setup materials
執行面板 Delta Confidenti(aEl xecutive Commands)
1
Setup boundaries/sources
放大縮小按鈕
Select by area or by clicking
Delta Confidential
2
選中所有內圈導線, 選擇Assign->source->solid進行激勵源設置
填入電流值後Assign完成內圈導線激勵源賦值
3
填入電流值
第五步:設定邊界條件和激勵源（Setup Boundaries/Sources）
Delta Confidential
Maxwell Control Panel
1 ANSOFT 介紹Ansoft公司的聯繫方式，產品列表和發行商。
2 PROJECTS 新建工程。 運行已存在工程。 移動，複製，刪除，壓縮，重命名，恢復工程。 新建，刪除，改變工程所在目錄。
3 TRANSLATORS 進行檔類型轉換。點擊後進入轉換控制面板，可實現： 將AutoCAD格式的檔轉換成Maxwell格式。 轉換不同版本的Maxwell檔。
Delta Confidential
The end
Delta Confidential
Maxwell 培訓教程
Jianping Zhang Zengyi Lu
Electromagnetic Laboratory Delta CPBG R&D Center (Shanghai)
2007.10.30
Ansoft Maxwell 2D/3D 使用說明
Delta Confidential
第1章 Ansoft 主介面控制面板簡介
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繪圖窗口
第四步:設定模型材料屬性（Setup Materials）
退出模型編輯並保存,回到執行面板,設置材料屬性:
Delta Confidential
這裡也可以新建材料 Assign
當前可用材料
材料屬性
選擇模型名字,賦材料
第五步:設定邊界條件和激勵源（Setup Boundaries/Sources）
新建 重新命名
壓縮 刪除 拷貝 移動 重新分類 查找
已存在 工程名
New project name Select 2D model
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Project panel
第二步:選擇求解問題的類型以及座標系統
打開剛才新建的工程,進入執行面板,設置求解器以及座標系統:
求解器 座標系統
模型繪制 材料設置 激勵/邊界條件設置 求解參數設置 求解選項設置 求解 後處理
求解器：
靜電場（Electrostatic） 穩恒磁場（Magnetostatic） 正弦時變渦流場（Eddy Current) 等
座標系統: 平行平面場（XY Plane） 軸對稱場（RZ Plane)
這裡選擇靜磁場以及XY座標平面
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第九步:後處理（Post Process）
將圖像放大到合適大小
選擇Field繪制磁場分布
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後處理界面
“繪制磁場” 設置界面源自第九步:後處理（Post Process）
繪制所有部份的Flux Lines分布
顯示粒度設置
Core內部Flux lines分布 由於Core內部磁場強度遠大於背景磁場強度 所以背景的Flux lines幾乎看不到
退出材料編輯並保存,回到執行面板,設置激勵源和邊界條件:
3D的激勵源必須賦在導線截面上,因此第三步創建模型時需要在導線上切出一個截面來. 這個截面可以在繪圖窗口由surfaces/section命令和surfaces/cover lines命令來生成
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第六步:設定求解選項（Setup Solution Options,
Delta Confidential
基本與2D相同
第七步:求解(Solve)
Delta Confidential
基本與2D相同
第八步:後處理（Post Process）
可以將不需要的部份隱藏
繪制Core表面的B分布
這裡只是繪制了core表面的B分布,有時我們需要看core內部的磁場分布,這就需要生成一個core內部 的切面,這個切面可以由後處理的geometry/create/cutplane命令生成,也可以由繪圖窗口手動生成.
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執行面板 (Executive Commands)
繪制2D仿真模型:
第三步:創建模型（Define Model）
Draw Model
執行面板 (Executive Commands)
Delta Confidential
繪圖工具欄
Line_w_1 – line_w_15
已存在 工程名
New project name Select 3D model
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Project panel
第二步:選擇求解問題的類型
打開剛才新建的工程,進入執行面板,設置求解器:
求解靜磁場
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繪制3D仿真模型:
第三步:創建模型（Define Model）
繪制背景的Flux Lines分布
Delta Confidential
單獨會制core外部的磁場分布
第3章 三維（3D）模型計算的操作步驟
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第一步: 創建新工程 Maxwell Control Panel -> PROJECTS -> New
新建 重新命名
壓縮 刪除 拷貝 移動 重新分類 查找