恒定电场问题实例：导体中的电流仿真
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
电磁场与电磁波实验报告
实验二
班级：通信2班
姓名：闫振宇
学号：1306030222
日期：
实验2 恒定电场问题实例：导体中的电流仿真
1. 实验目的和任务
a.学习软件Ansoft maxwell 软件的使用方法；
b.巩固恒定电场的基本理论；
c.通过软件的学习掌握运用Ansoft Maxwell 进行恒定电场仿真的流程；
d.通过对导体中的电流仿真实验进一步熟悉Ansoft maxwell 软件的应用。
2. 实验内容
1)巩固Ansoft Maxwell 有限元分析步骤；
2)会用Ansoft Maxwell 设置恒定电场的源和DC conduction 求解器；
3)对导体中的电流仿真结果进行分析。
3. 实验步骤
恒定电场：
导体中，以恒定速度运动的电荷产生的电场称为恒定电场，或恒定电流场
（DC conduction（传导））
恒定电场的源：
V oltage Excitation，导体不同面上的电压
Current Excitations，施加在导体表面的电流
Sink（汇），一种吸收电流的设置，确保每个导体流入的电流等于流出的电流。只有在不使用V oltage Excitation时，才用Sink。
编写程序：
Project > Insert Maxwell 3D Design
选择求解器类型：Maxwell > Solution Type> Electric> DC Conduction
3.1创建导体Conductor
Draw > Box
起点：（X,Y,Z）>（1, -0.6, 0）
坐标偏置：（dX,dY,dZ）>（1, 0.2,0.2）
Assign Material > Copper（设置材料为铜）
创建另3个并列的导体
Select Conductor
Edit > Duplicate（重复）> Along Line（沿线复制）
输入line矢量的第1个点：（0，0，0）
输入line矢量的第2个点：（0，0.4，0）
输入复制总数：4（包括原导体）
Draw > Box
起点：（X,Y,Z）>（0.8, -1, 0）
坐标偏置：（dX,dY,dZ）>（0.2, 2.2,0.2）
Assign Material > Copper（设置材料为铜）
3.2 创建导体Conductor_5
Draw > Box
起点：（X,Y,Z）>（0.8, -0.4, 0）
坐标偏置：（dX,dY,dZ）>（-1.2, 0.2,0.2）
Assign Material > Copper（设置材料为铜）
3.3 创建导体Conductor_6
Select Conductor_5
Edit > Duplicate > Mirror（镜像复制）
输入对称镜像平面法向量在平面中的第1点坐标：（0，0，0）输入对称镜像平面法向量在平面外的第2点坐标：（0，1，0）上述设置表示镜像平面为XOZ平面
将六面体重命名为Conductor_6
3.4 创建导体Conductor_7
Draw > Box
起点：（X,Y,Z）>（-0.4，0.6，0）
坐标偏置：（dX,dY,dZ）>（-0.4, -1.2,0.2）
Assign Material > Copper（设置材料为铜）
图3-1 仿真图3.5 创建计算区域（Region）
Padding Percentage：10%
3.6 设置激励（Assign Excitation）
按f，将体选择改为面选择
3.6.1 设置电流注入源
Maxwell 3D> Excitations > Assign >Current > 1A
Maxwell 在上述6个面上产生6个输入电流激励源
图3-2 电流源注入图
3.6.2 设置电流汇（Current Sink）
选中Conductor_7导体的下列2侧面
Maxwell 3D> Excitations > Assign > Sink
图3-3 设置电流汇
3.7 设置剖分操作（Assign Mesh Operations）
选中所有物体，Ctrl+A
Maxwell 3D> Mesh operations> Assign> Inside Selection> Length Based
不选Restrict length of elements
选中Restrict the number of elements
输入maximum number of elements：10000（设置剖分单元的最大数量）
图3-4 设置剖分操作
3.8 设置自适应计算参数（Create Analysis Setup）
Maxwell 3D > Analysis Setup > Add Solution Setup
3.9 检查并运行
Check & Run
4. 处理
绘出导体中的电流流向图
选中所有导体
Maxwell 3D > Fields > Fields >J > J_Vector
图4-1 电流流向图
5.心得体会
通过这次的学习还是对于自己，有很大的提高。了解了导体中的电流是如何流动的。也了解了仿真的整个过程。在实验仿真的过程中，有些地方有不懂得，通过与同学交流，问老师得到了解决。学习的过程中有困难，仿真的过程中有疑问。但是解决后还是很开心的。希望还会有机会得到学习。