Ansoft和Simplore联合仿真注意事项

1.Ansoft和Simplore联合仿真时，如果Ansoft中的模型类型是Transient，则必

须勾选Maxwell 2D -> Design Settings -> Advanced Product Coupling菜单中的Enable transient-transient link with Sim，否则在检查时会产生Cannot find the matching inductor in the imported file 这个错误。

2.Ansoft和Simplore联合仿真时，Simplore软件控制着仿真步长，也控制着

Ansoft模型的旋转速度（或者称线速度）。

3.Ansoft和Simplore联合仿真的必要前提：

1)Ansoft模型必须可以求解（即可以进行运算）。

2)Ansoft模型必须含有机械运动（原文: must have mechanical motion）

3)Ansoft模型必须至少含有一个外部类型（external类型）的绕组。

4)Ansoft模型名不能含有非法字符（如空格）

5)建议：在与Simplore联合仿真之前，最好保证Ansoft模型可以单独进行

运算（即可以Solve without external windings）

4.Ansoft和Simplore联合仿真时，Ansoft软件内部设定的开始和停止时间会发

生变化（即由Simplore控制）

5.Ansoft的仿真停止时间必须大于或等于Simplore的仿真停止时间。

6.Ansoft和Simplore联合仿真，Ansoft模型必须含有：几何图形，运动的Band

（moving band），材料，边界条件，external 类型的绕组，剖分。

同轴电缆的电场3D仿真

同轴电缆的电场3D仿真 目录 1.课程设计的目的与作用 (1) 1.1设计目的 (1) 2.设计任务及所用Maxwell软件环境介绍 (1) 2.1设计任务 (1) 2.2 Maxwell软件环境 (2) 3.电磁模型的建立 (2) 3.1建模并设计模型属性 (2) 3.2选择求解器类型 (2) 3.3建立内心圆柱模型 (3) 3.4设置材料属性 (5) 3.5设定激励源 (5) 3.6设置计算参数 (6) 3.7检验所有设置是否正确并求解 (8) 4.电磁模型计算及仿真结果后处理分析 (8) 4.1电场强度分布 (8) 4.2电通密度分布 (10) 4.3电位分布 (11) 4.4电能量的计算 (12) 5.设计总结和体会 (14) 6.参考文献 (14)

1.课程设计的目的与作用 1.1设计目的： 本次课设是同轴电缆的电场仿真，通过设计与仿真验证理论的真实性，以便使我们更好的理解实体的理论，才能更好的深度学习电磁场的知识。通过对典型电磁产品的仿真设计，并模拟电磁场的特性，将理论与实践有效结合，强化学生对电磁场与电磁波的理解和应用，提高教学质量。 1.2设计作用：总体要求：熟练使用 Ansoft Maxwell 仿真软件，对电场，磁场进行分析，了解所做题目的原理。利用 Ansoft Maxwell 软件仿真简单的电场以及磁场分布，画出电场矢量E线图，磁感应强度B线图。并对仿真结果进行分析，总结。将所做步骤详细写出，并配有相应图片说明。 2.设计任务及所用Maxwell软件环境介绍 2.1设计任务：同轴电缆的电场仿真 如图2所示，同轴电缆模型。内导体半径为20mm，外导体半径为160mm,外导体厚度为20mm。内导体和外导体均用银（silver），内外导体间填充树脂玻璃（Plexiglass）(3.40,0.0051)。 （1）内导体电势为380V，外导体电势为0。

ansys大作业ANSYS电磁场分析及与ansoft仿真分析结果比较.

期末大作业 题目：简单直流致动器 ANSYS电磁场分析及与ansoft仿真分析结果比较作者姓名：柴飞龙 学科（专业）：机械工程 学号：21225169 所在院系：机械工程学系 提交日期2013 年 1 月

1、 背景简述： ANSYS 软件是融结构、流体、电场、磁场、声场分析于一体的大型通用软件有限元分析软件，是现代产品设计中的高级CAE 工具之一。而ansoft Maxwell 软件是一款专门分析电磁场的分析软件，如传感器、调节器、电动机、变压器等。 本人在实验室做的课题涉及到电机仿真，用的较多的是ansoft 软件，因为其对电机仿真的功能更强大，电机功能模块更多，界面友好。 现就对一电磁场应用实例，用ANSYS 进行仿真分析，得到的结果与ansoft 得到的结果进行简单核对比较。 2、 问题描述： 简单直流致动器由2个实体圆柱铁芯，中间被空气隙分开的部件组成，线圈中心点处于空气隙中心。衔铁是导磁材料，导磁率为常数（即线性材料，r μ=1000），线圈是可视为均匀材料，空气区为自由空间（1=r μ），匝数为2000，线圈励磁为直流电流：2A 。模型为轴对称。 3、 ANSYS 仿真操作步骤： 第一步：Main menu>preferences

第二步：定义所有物理区的单元类型为PLANE53 Preprocessor>Element type>Add/Edit/Delete 第三步：设置单元行为 模拟模型的轴对称形状，选择Options（选项） 第四步：定义材料 Preprocessor>Material Props> ?定义空气为1号材料(MURX = 1) ?定义衔铁为2号材料(MURX = 1000) ?定义线圈为3号材料(自由空间导磁率，MURX=1)

Maxwell静电场中同轴电缆的3D仿真

Maxwell 静电场中同轴电缆的3D 仿真 电气1008班 研究题目： 单心电缆有两层绝缘体，分界面为同轴圆柱面。 已知R 1=10mm,R 2=20mm,R 3=30mm,R 4=31mm,内导体为copper ，外导体为lead ，中间的介质ε1＝5ε0, ε2＝3ε0, ,内导体U=100V ，外导体为0V 求：电位，电场强度，电位移随半径的变化，单位长度电容和电场能量。 用解析法计算电位，电场强度，电位移随半径的变化，计算单位长度电容和 电场能量。 解： 设同轴电缆内、外层导体分别带电+τ、-τ。 由高斯定理：在介质中?=?S d S D τL 所以D= πρ τ 2 2 32 1 21 21ln 2ln 23 2 2 1 ρρπε τ ρρπε τ ρρρρρρ+ = + = ? ? d E d E U 所以2 32 1 21 ln 1 ln 1 2ρρερρεπτ+ = U R1 R2 R4 R3 ε1 ε2 (2)D l l πρτ=111 22222D E D E τεπρετεπρε== ==

代入E 1，E 2 ρρεερρρ+ = U E ) ln ln (2 31 21 22ρρρρεερ+= U E 代入具体数值，得到E 1 = ρ 05 .73，E 2 = ρ 75 .121 由?=?3 ρρ EdL 可得电位?1 =268.1-73 ln ρ，?2 =414.1-121.8 ln ρ 电场能量：W=DEdv V ?2 1 =5.0775×10-7 J/m D= πρ τ 2= ) ln 1 ln 1 ( 2 32 1 21 ρρερρερ+ U = ρ -9 10 ×3.23(ρ单位为m) C= =U τ L L =+ 2 32 1 21 ln 1 ln 1 2ρρερρεπ 1.0155×10 -10 F 用ansfot 软件计算上述物理量随半径的变化曲线，并画出电压分布图，计 算出单位长度电容，和电场能量 一、建模并设置模型属性 1，打开Ansoft Maxwell ，单击project ，选择Insert Maxwell 3D Design 建立一个3D 模型 2，选择求解器类型：选择电场—静电场（Maxwell 3D > Solution Type>Electrostatic ）

ANSYS与ansoft电机仿真步骤

A N S O F T建模 1、在ANSOFT软件中建立电机模型 第一步、在ANSOFT绘制电机模型 第二步、选择“Modeler”菜单下的“Export”项会出现下面的窗口 选择保存为“step”格式的文件。这时可以退出ANSOFT软件。 ANSYS仿真 一、稳态温度仿真 第一步创建稳态温度仿真模型 第二步、添加材料及属性，属性主要为“导热系数” 选择“Engineering data”→”Edit” 开始添加材料 第三步、添加完材料后，导入在ANSOFT下创建的电机模型，选择“Geometry”按下面选项选择 选择ANSOFT下保存的“step”格式的电机模型 第四步、导入模型后，给模型添加材料。选择“Model”→”Edit” 进入下面的窗口，按下面的步骤给电机的各个部分选择对应的材料。 第五步、添加完材料后，返回主窗口，更新修改后的工程文件 如果没有问题， 会变为 第六步、添加热载荷 首先添加自由度，在温度场分析中选择为温度，按下面窗口选择。 接下来，编辑温度，并选择应用区域，这儿定义整个模型的初始温度相同。 下面添加热载荷，按下面的窗口选择，这里选择“热生成率”。 编辑添加的热生成率数值，并选择应用区域，这儿选择所有的绕组。 添加完载荷后，更新一下工程文件，通过后，可以选择“Solve”进行求解。 如果求解成功后，左边的窗口会变成右边的窗口。 第七步、查看仿真结果。按下面的窗口选择观察变量。 二、瞬态温度仿真 第一步、建立瞬态温度分析模型 第二步、添加材料及属性，方法与稳态时相同。但材料的属性不同，这里需要添加材料的“密度”、“导热系数“、“比热容”。“Toolbar”窗口如下。 按照各个选项添加数据。 除了添加载荷不同，接下来的步骤与稳态时相同。 设置仿真步数为多步。 按下窗口设置载荷数据，设置为“阶梯数据”。 1 / 1

电磁场仿真作业ansoft

电磁场ansoft软件应用作业 ——静电场部分 TYP 电气0906 09291183

一、题目 单心电缆有两层绝缘体，分界面为同轴圆柱面。已知，R1=10mm,R2=20mm,R3=30mm,R4=31mm,内导体为copper，外导体为lead，中间的介质ε1＝5ε0, ε2＝3ε0, ,内导体U=100V，外导体为0V 求 1用解析法计算电位，电场强度，电位移随半径的变化，计算单位长度电容和电场能量。 2用ansfot软件计算上述物理量随半径的变化曲线，并画出电压分布图，计算出单位长度电容，和电场能量

二、解答 1、解析法： 在介质中取任意点P ，设它到电缆中心距离为r 。过P 点作同轴圆柱面，高为l 。该面加上上下两底面作为高斯面S 。 D rl S d D S )2(π=?? ε 1 1D E = ε 2 2D E = ??+=R R dr R R dr U E E 322121 将方程联立，代入数据解得： m V r E /05.731≈ ，m V r E /75 .1212≈ 所以 12 9 2 1158.8573.05 3.23/1010D C r r m E ε--???=?== 电位 r R R R dr dr l d E r r E E ln 05.7341.236232211 --=?+?=?=??? ∞ ? V r R dr l d E r r E ln 75.12192.426322 --=?=?=?? ∞ ? V 电场能量 9 7 2 11 3.23 1.181173.05221010e D r r E r ω--??=?=??=3 J m 9 7 2 22 3.23 1.9711121.752210 10e D r r E r ω--??=?=??=3 J m 单位长度电场能量 231277632 12 12 222(1.18ln 1.97ln ) 1.02101010e e e R R rdr rdr J m R R R R W R R πππωω---=+=???+??=???单位长度电容 6 1022 22 1.0210 2.0410100e W C F m U --??===?

同轴电缆电场的仿真---2D仿真器

同轴电缆电场的仿真---2D仿真器同轴电缆电场的 仿真---2D仿真器 目录 同轴电缆电场的仿真---2D仿真器同轴电缆电场的仿真---2D仿真器 (1) 1.题目概述 (2) 1.1题目：同轴电缆电场的仿真---2D仿真器 (2) 1.2 设计目的： (2) 1.3设计作用： (2) 1.4 Maxwell软件环境： (3) 2．设计与仿真 (3) 2.1绘制过程与参数设置： (4) 2.2仿真过程 (8) 2.2.1电位，电场强度，电位移分布 (8) 2.2.2计算电容 (15) 2.2.3计算电场能量 (17) 3．计算结果处理分析 (18) 4. 设计总结和体会 (19) 5．参考文献 (19)

1.题目概述 1.1题目：同轴电缆电场的仿真---2D仿真器 同轴电缆描述：单心电缆有两层绝缘体，分界面为同轴圆柱面。已知 R 1=10mm,R 2 =20mm,R 3 =30mm,R 4 =31mm,内导体为copper，外导体为lead，中间的介质ε 1 ＝5ε 0, ε 2 ＝3ε 0, , 内导体外导体的电位分别为：内导体U=380V，外导体为-380V。 求： 1用解析法计算电位，电场强度，电位移随半径的变化，计算单位长度电容和电场能量。 2用Ansoft Maxwell软件计算上述物理量随半径的变化曲线，并画出电压分布图，计算出单位长度电容，和电场能量 图1.1 同轴电缆 1.2 设计目的： 电磁场与电磁波课程理论抽象、数学计算繁杂，将Maxwell软件引入教学中，通过对典型电磁产品的仿真设计，并模拟电磁场的特性，将理论与实践有效结合，强化学生对电磁场与电磁波的理解和应用，提高教学质量。 1.3设计作用： 总体要求：熟练使用Ansoft Maxwell 仿真软件，对电场、磁场进行分析，了解所做题目的原理。利用Ansoft Maxwell软件仿真简单的电场以及磁场分布，画出电场矢量E 线图、磁感应强度B线图，并对仿真结果进行分析、总结。将所做步骤详细写出，并配有相应图片说明。

电磁场仿真软件简介

电磁场仿真软件简介 随着电磁场和微波电路领域数值计算方法的发展，在最近几年出现了大量的电磁场和微波电路仿真软件。在这些软件中，多数软件都属于准3维或称为维电磁仿真软件。例如，Agilent公司的ADS（Advanced Design System）、AWR公司的Microwave Office、Ansoft公司的Esemble、Serenade和CST公司的CST Design Studio等。目前，真正意义上的三维电磁场仿真软件只有Ansoft公司的HFSS、CST公司的Mafia、CST Microwave Studio、Zeland公司的Fidelity和IMST GmbH公司的EMPIRE。从理论上讲，这些软件都能仿真任意三维结构的电磁性能。其中，HFSS （HFSS是英文高频结构仿真器（High Frequency Structure Simulator）的缩写）是一种最早出现在商业市场的电磁场三维仿真软件。因此，这一软件在全世界有比较大的用户群体。由于HFSS进入中国市场较早，所以目前国内的电磁场仿真方面HFSS的使用者众多，特别是在各大通信技术研究单位、公司、高校非常普及。 德国CST公司的MicroWave Studio（微波工作室）是最近几年该公司在Mafia软件基础上推出的三维高频电磁场仿真软件。它吸收了Mafia软件计算速度快的优点，同时又对软件的人机界面和前、后处理做了根本性的改变。就目前发行的版本而言，CST 的MWS的前后处理界面及操作界面比HFSS好。Ansoft也意识到了自己的缺点，在刚刚推出的新版本HFSS（定名为Ansoft HFSS ）中，人机界面及操作都得到了极大的改善。在这方面完全可以和CST媲美。在性能方面，两个软件各有所长。在速度和计算的精度方面CST和ANSOFT成绩相差不多。值得注意的是，MWS采用的理论基础是FIT（有限积分技术）。与FDTD（时域有限差分法）类似，它是直接从Maxwell方程导出解。因此，MWS可以计算时域解。对于诸如滤波器，耦合器等主要关心带内参数的问题设计就非常适合；而HFSS采用的理论基础是有限元方法(FEM)，这是一种微分方程法，其解是频域的。所以，HFSS如果想获得频域的解，它必须通过频域转换到时域。由于，HFSS是用的是微分方法，所以它对复杂结构的计算具有一定的优势。 另外，在高频微波波段的电磁场仿真方面也应当提及另一个软件：ANSYS 。ANSYS 是一个基于有限元法(FEM)的多功能软件。该软件可以计算工程力学、材料力学、热力学和电磁场等方面的问题。它也可以用于高频电磁场分析（应用例如：微波辐射和散射分析、电磁兼容、电磁场干扰仿真等）。其功能与HFSS和CST MWS类似。但由于该软件在建模和网格划分过程中需要对该软件的使用规则有详细的了解，因此，对一般的工程技术人员来讲使用该软件有一定困难。对于高频微波波段通信、天线、器件封装、电磁干扰及光电子设计中涉及的任意形状三维电磁场仿真方面不如HFSS更专业、更理想。实际上，ANSYS软件的优势并不在电磁场仿真方面，而是结构静力/动力分析、热分析以及流体动力学等。但是，就其电磁场部分而言，它也能对任意三维结构的电磁特性进

PDE静电场仿真

问题1 截面为正方形的无限长线电荷如下图所示。设电荷面密度为02πε；边长2a =。 请采用Matlab 的PDETool 工具箱仿真区域oABC 的电磁场分布。说明场的边值问题，给出边界oA 、AB 、BC 、Co 上的边界条件。 问题1求解 由对称性知，边界Co 上的边界条件是0?=，边界oA 上的边界条件是0n ??=? 。当区域oABC 足够大时，边界AB 、BC 可视为距离线电荷无穷远，边界条件也是0?=。因此可以根据边界条件利用Matlab 的PDETool 工具箱仿真区域oABC 的电场分布。

如图，矩形R1表示处于区域oABC中的部分线电荷，以20×20的矩形R2表示区域oABC。则R1内有电荷，设为泊松方程： R2-R1内无电荷，设为拉普拉斯方程：

再分别设置AB 、BC 、Co 上的边界条件为0?=： 设置oA 上的边界条件为0n ? ?=? ： 再经过剖分求解，得到以下仿真结果。

以上结果是假设区域oABC的大小为20×20得出的，可以看出Co、oA上的电场线分布是符合实际的，但不能确定在20×20的大小内AB、BC是否已经距离线电荷足够远以至可以?=，因此，再仿真一个大小为100×100的结果进行对比： 认为0

可以看出，在20×20的范围内AB 、BC 上的边界条件并不满足0?=的条件。所以对于本题，区域oABC 越大，仿真结果与实际越相符。 问题2 请采用Matlab 的PDETool 工具箱对下列场进行仿真。 问题2求解 (a). 左边界和下边界的边界条件都是0?=。当上边界和右边界无穷大时，边界条件也是0?=。无限长导体棒的边界条件为10?=。区域内无电荷，应用拉普拉斯方程。 仿真结果如下：

电磁场仿真实验-用超松弛法求二维静电场域的电位分布

姓名：梁鸿宇学号：19 班级：10通信 实验目的: 通过用MATLAB等软件编程计算电磁场问题，掌握有限差分法的基本思想，掌握电磁场数值计算的基本思想和方法，掌握MATLAB等软件编程技巧，学会用MATLAB等软件应用于有限差分法的数值解。实验内容： 用MATLAB等软件编程计算电磁场问题，给出有关波形和图表。分析数值解和解析解的优缺点。题目如下： 实验程序与结果分析： 程序（MATLAB） %电位函数为φ(x,y) ,边界条件φ(x,y)=0(x=0);φ(x,y)=50(y=0); % φ(x,y)=100(x=a);φ(x,y)=100(y=a); hx=11;hy=11; %设置网格节点数 v1=ones(hy,hx); %设置行列二维数组 m=10;n=10; %横纵向网格数 %上下两行的Dirichlet条件边界值: v1(1,:)=ones(1,hx)*50; v1(hy,:)=ones(1,hx)*100; %左右两列的Dirichlet条件边界值: for i=1:hy

v1(i,1)=0; v1(i,hx)=100; end %计算松弛因子 t1=(cos(pi/m)+cos(pi/n))/2; w=2/(1+sqrt(1-t1^2)); v2=v1;maxt=1;t=0; %初始化 k=0 while(maxt>1e-6) %由V1迭代V2.迭代精度为k=k+1 %计算迭代次数maxt=0; for i=2:hy-1 %从2到hy-1行循环for j=2:hx-1 %从2到hx-1列循环 v2(i,j)=v1(i,j)+(v1(i,j+1)+v1(i+1,j)+v2(i-1,j)+v2(i,j-1)-4*v1(i,j))*w/4; % 拉普拉斯方程差分式 t=abs(v2(i,j)-v1(i,j)); if(t>maxt) maxt=t;end end end v1=v2 end contour(v2,20) %画等电位线图 hold on x=1:1:hx;y=1:1:hy [xx,yy]=meshgrid(x,y); %形成栅格 [Ex,Ey]=gradient(v2,,; %计算梯度 AE=sqrt(Ex.^2+Ey.^2);Ex=Ex./AE;Ey=Ey./AE; % 场强归一化，使箭头等长quiver(xx,yy,Ex,Ey, %根据梯度数据画箭头 axis([,hx+,-2,13]) %设置坐标边框 plot([1,1,hx,hx,1],[1,hy,hy,1,1],'k') %画导体边框 text(hx/,hy+,'100V','fontsize',11); %上标注 text(hx/2,,'50V','fontsize',11); %下标注 text,hy/2,'0V','fontsize',11); %左标注

Maxwell基础教程仿真实例

说明：部分操作因版本不同存在差异 1. 静电场问题实例：平板电容器电容计算仿真 平板电容器模型描述： 上下两极板尺寸：25mm×25mm×2mm，材料：pec（理想导体） 介质尺寸：25mm×25mm×1mm，材料：mica（云母介质） 激励：电压源，上极板电压：5V，下极板电压：0V。 要求计算该电容器的电容值 1.建模（Model） Project > Insert Maxwell 3D Design File>Save as>Planar Cap（工程命名为“Planar Cap”） 选择求解器类型：Maxwell > Solution Type> Electric> Electrostatic（静电的） 创建下极板六面体 Draw > Box（创建下极板六面体） 下极板起点：（X,Y,Z）>（0, 0, 0） 坐标偏置：（dX,dY,dZ）>（25, 25,0） 坐标偏置：（dX,dY,dZ）>（0, 0, 2） 将六面体重命名为DownPlate Assign Material > pec（设置材料为理想导体perfect conductor） 创建上极板六面体 Draw > Box（创建下极板六面体） 上极板起点：（X,Y,Z）>（0, 0, 3） 坐标偏置：（dX,dY,dZ）>（25, 25,0） 坐标偏置：（dX,dY,dZ）>（0, 0, 2） 将六面体重命名为UpPlate Assign Material > pec（设置材料为理想导体perfect conductor） 创建中间的介质六面体 Draw > Box（创建下极板六面体） 介质板起点：（X,Y,Z）>（0, 0, 2） 坐标偏置：（dX,dY,dZ）>（25, 25,0） 坐标偏置：（dX,dY,dZ）>（0, 0, 1） 将六面体重命名为medium Assign Material > mica（设置材料为云母mica，也可以根据实际情况设置新材料）创建计算区域（Region） Padding Percentage：0% 忽略电场的边缘效应（fringing effect） 电容器中电场分布的边缘效应

COMSOL模拟仿真静电场及对场强和等势面分析ε

COMSOL 模拟仿真静电场及对场强和等势面分析 摘要：为了研究电荷与电荷间相互作用的传递方式，法拉第首次创造性地提出场的观点，电场是一种看不见、摸不着客观存在的物质，为对其描述形象化，法拉第又提出力线的概念。后经麦克斯韦将场理论完善，形成今天意义上的电场。从麦克斯韦方程组可知，稳恒电流产生的电场与静电场相似。随着技术的进步，出现MATLAB 模拟方法，模拟静电场模拟实验很多。本文利用多功能物理场模拟软件COMSOL Multiphysics 来模拟电荷的电场及其电势，展示几种特殊的点电荷电场，不仅形象，直观，便于观察分析，也易于学生的电磁学内容的学习。 关键词：静电场点电荷COMSOL 仿真模拟 一、研究背景 电磁学作为在高中物理教学必不可少的模块，而电磁场相对比较抽象，在高中教学比较难学，尤其，涉及电磁场中的性质与场结合的分析。其次，电场的学习可以更好帮助学生对磁场性质的学习。因此，对电场的掌握情况，直接影响整个电磁学的学习。对特殊电场，应该认识清楚其电场强度、电压、电势和电场线的关系。 为使学习者更好地掌握电场特性，人们试图让其形象化，开始模拟静电场。在静电场描绘实验中，通常采用的方法是用一对电极产生的恒定电流模拟一对等量异种电荷 产生的静电场[1]，但是用稳恒电流来模拟静电场所带来的误差是很大的[2]。随着计算机技术的发展，用MATLAB 来描绘一些特殊电荷周围的电场[3]。而MATLAB 主要是基于编程，对库伦定律，场的叠加原理应运，物理实质不太明显。 本文采用的COMSOL Multiphysics 是一款高度集成的大型工程模拟软件，提供几何结构创建、网格剖分、物理过程定义、计算求解、数据可视化及后处理等功能。 二、研究电荷电场和等势面的模拟分析 （一）、单个点电荷的电场与等势面模拟 在物理教学中，点电荷作为一个物理理想模型，当带电小球的体积远小于其空间尺寸时，带电小球可近似为一个点电荷。电荷周围存在电场，由高斯定理：∑??=?内 S s dS E q 10ε可很容易求出具有几何对称结构导体的电场强度的大小，而对于电场强度分布不太直观。在COMSOL Multiphysics模拟点 电荷和各种带电导体球，可清楚的看到周围场的分布。模拟是0.001mm的带点小球，电荷密度0.01C/m 2在二维平面类，可以展示出正电荷和负电荷周围电场分布情况。负点电荷模拟界面如图1：

从ANSOFT到ANSYS实现虚拟产品世界的仿真

从ANSOFT到ANSYS，实现虚拟产品世界的仿真 关键字： ANSOFT加入ANSYS大家庭已两年有余，出任ANSYS中国公司总经理的邱春雷带领着ANSOFT 团队支持中国地区电磁业务发展的同时，也兼顾着ANSYS整个产品线在中国在策略谋定和品牌提升。2011年4月11日，e-works记者在北京采访到邱春雷先生，就ANSYS在中国的发展情况，以及更为具体的ANSOFT产品发展历程及其愿景进行了交流。 ANSYS中国公司总经理邱春雷先生 一、从ANSOFT的并购说开去 2008年，这样一条消息出现在CAE业界：全球仿真软件和设计技术供应商ANSYS完成了对Ansoft公司的一系列收购，两个仿真技术供应商进行合并的同时，ANSYS软件公司完成对Ansoft公司大约1220万的普通股股票和190万股假定股票期权的收购。 并购Ansoft，对ANSYS公司的产品策略和技术发展产生了直接而深远的影响。从ANSYS Workbench 开始，ANSYS开始逐渐融合电磁领域的仿真功能就可以看出些许端倪。 ANSYS中国公司总经理邱春雷介绍：“长期以来，Ansoft定位于高性能电子设计自动化(EDA) 软件开发公司，拥有一整套用于移动通信、互联网服务、宽带联网组件系统、集成电路、印刷电路板和机电系统高性能电子设计仿真的产品”。而加入ANSYS公司后，来到一个广泛意义的CAE市场，并且逐步与ANSYS的机械、流体CAE解决方案进行融合，为客户提供更为全面的解决方案。 这样的转变与整合是需要时间的，在2011年3月发布的ANSYS Workbench 版本中，依然在进行着这项工作。当然，不断融合的过程，也是ANSYS为应对当前机电一体化趋势提出解决方案的过程，并逐步满足其在整个行业各个领域的需求。 追溯Ansoft在中国的发展历程，其实并不短，从1997年进入中国市场以来，Ansoft为中国用户提供了直接、快速和高水平的技术支持与服务，用户遍及航空、航天、电子、船舶、国防、通信、高等院校、科学院等各个行业，为射频/微波、EMI/EMC、信号完整性/电源完整性、以及电机/变压器、开关电源、机电系统等各个领域提供仿真解决方案。 提及Ansoft的技术优势，邱春雷表示：通过基于物理原型的EDA技术，Ansoft主要针对三个应用领域提出专业的解决方案： ?高频领域：作为一个功能非常强大的设计工具，Ansoft高频解决方案可应用于迅猛发展的无线技术、宽带通信网络、天线系统、航空航天电子等领域，进行系统分析、电路设计、电磁仿真和物理设计；

Ansoft的相关应用及对电机的仿真

有限元分析软件Ansoft在电机领域中的应用一ansoft软件各模块的简单介绍 1 RMxprt 该软件用于探索电机设计空间、快速确定设计方案，并能进行优化设计 它已经可以进行十三种电机类型的设计： 三相感应电机 单相感应电机 永磁无刷直流电机 永磁直流电机 通用电机 开关磁阻电机 调速运行永磁同步电机 自起动三相永磁同步电机 三相同步电机 三相同步发电机 永磁同步发电机 特点： ?向导式介面，参数化输入: 工作条件,几何尺寸, 材料特性 ?基于磁网路法的快速解析分析 ?详细的结果输出：图形和表格 ?利用对称条件生成最小有限元分析模型，用于电机动态过程详细有限元分析 ?参数化设计能力：尺寸、材料等无需指定。可用一定变化范围的变量表示 ?优化设计功能 ?求解时考虑材料非线性b – h特性 ?自动设计功能: 槽型设计和线规选择 ?提供丰富的预设计电机模型库 ?输入数据自动验证 ?提供美国、中国材料库和公制、英制尺寸 ?针对电机种类的多种绕组型式和用户定义绕组连接方式 ?多种负栽种类: 恒功率、恒转矩、恒转速、风机水泵 ?三维斜槽和端部效应 ?无刷电机、开关磁阻电机、永磁同步电机驱动线路类型、控制方式选择和开关管参数设定 2. Maxwell 2D 二维电磁场、温度场，瞬态场分析软件，Maxwell? 2D 是一个功能强大、结果精确、易于使用的二维电磁场有限元分析软件，一般在电磁物体满足轴向均匀或RZ对称的条件下采用。

3. Maxwell 3D 包括电场、稳态磁场和交流磁场、动态电磁场、损耗计算和热分析模块，其核心是针对三维电磁场分析而优化的有限元技术。向导式的用户界面、精度驱动的自适应剖分技术和强大的后处理器使得Maxwell 3D成为业界最佳的高性能三维电磁设计软件。可以分析涡流、位移电流、集肤效应和领近效应具有不可忽视作用的系统，得到电机、母线、变压器、线圈中涡流的整体特性。功率损耗、线圈损耗、某一频率下的阻抗(R和L)、力、转矩、电感、储能等参数可以自动计算。同时也可以给出整个相位的磁力线、B和H 分布图、能量密度、温度分布等图形结果。 4. Optimetrics Optimetrics是Maxwell 3D的选件模块，用于优化、参数分析和敏感性分析。Optimetrics为设计者评估特定参数和目标函数之间关系最终进行装置优化提供了有力工具。采用宏功能，仿真过程中可以对形状、激励/边界条件、频率等进行参数分析优化。 OPTIMETRICS是绝佳的参数化和优化引擎，它可让用户从一非常简洁易用的界面执行参数分析、敏感性分析、优化和其他许多设计研究。OPTIMETRICS模块驱动ANSOFT的电磁场解算器，使工程师们能用精确电磁场仿真来设计电子器件和产品。采用OPTIMETRICS，就可以很快很轻易地执行大量的设计变量、优化器件，并自动进行实验设计研究来推导出敏感性和不确定性与制造容差之间的函数关系。 OPTIMETRICS自动产生和修改宏。用户建立一个项目并定义要改变的独立参数。宏编辑器模块自动解释宏文本中的特显行，使用户可定义独立变量，然后用户再定义在参数分析中需计算的非独立变量，或在优化中需最小化的COST函数。非独立变量和COST函数在HFSS中可以是任意的计算值：场值、S-参数、频率响应、本征模、阻抗等。HFSS执行所要求的计算，向参数分析提供便利的表格形式的输出，向优化提供最佳的设计要求。报告生成器使用户能绘出参数仿真中独立参数与非独立参数间的关系以及优化中费用函数及其他度量与周期的关系。 5. simplorer 二沈阳ansoft电磁场培训笔记摘要 1) RMxprt 笔记摘要

静电场数值仿真实验-ANSYS常用选项说明文档

ANSYS软件常用选项中、英文对照及功能说明 英文译文功能说明 File文件用于对ANSYS的各种文件进行操作处理 Select选择选择模型的点，线，面等元素 List列表列表显示模型的元素编号，坐标，属性等相关内容 Plot图形显示控制图形窗口中的显示内容 Replot刷新图形刷新图形显示 PlotCtrls图形控制控制图形的显示大小，方向，颜色，数量等内容Numbering…编号显示显示模型中点，线，面等元素的编号 Style样式对图形的颜色，大小等进行控制显示 Capture Image抓图以BMP格式显示图形窗口中的图形 Restore Image保存图形以BMP格式保存图形窗口中的图形 Parameters参数设置输入，输出模型中的相关参数 MenuCtrls菜单设置显示或者隐藏主要工作界面 Graphic Window图形窗口ANSYS各种图形的输出显示窗口 Help帮助提供ANSYS软件的原理及操作手册 Preferences预处理过滤仿真模块及选择计算方法 Preprocessor前处理进行定义单元类型、材料属性、实常数及建立实体模型与 网格划分等相关操作 Element Type单元类型定义单元类型 Real Constants实常数定义实常数 Material Props材料属性定义材料属性 Modeling建模包含创建实体模型中的相关操作 Create创建创建点，线，面等模型元素 Partial Annulus部分圆环创建部分圆环 Operate操作对模型中的元素进行拓展、布尔操作等相关操作Booleans布尔操作对图形元素进行交，加等布尔操作 Overlap搭接除了保留了各图元的边界外，其它与加运算类似Delete删除删除一些图元 MeshTool网格工具网格划分工具，包括了定义单元属性，单元尺寸控制， 执行网格划分及细化网格属性等网格划分操作Solution求解求解 器，包含施加载荷并求解模型选项 Loads载荷提供了对载荷的设置，删除等操作 Apply施加载荷为模型施加激励，边界条件，无线区域标志等内容Boundary边界为模型加载边界条件 Excitation激励为模型加载激励 Flag标志为模型提供无线区域及麦克斯韦标志 Current LS当前载荷求解当前载荷模型

(完整word版)静电场问题实例：平板电容器电容计算仿真

电磁场与电磁波实验报告 实验一 班级：通信2班 姓名：闫振宇 学号：1306030222 日期：

实验一静电场问题实例，平板电容电容计算仿真 1. 实验目的和任务 a.学习软件maxwell软件的使用方法； b.复习电磁学相关的基本理论； c.通过软件的学习掌握运用maxwell进行电磁场仿真的流程； d.通过对平行班电容器电容计算仿真实验进一步熟悉maxwell软件的应用。 2. 实验内容 1)学习maxwell有限元分析步骤； 2)会用maxwell后处理器和计算器对仿真结果分析； 3)对平板电容器电容仿真计算结果与理论计算值进行比较。 3. 实验原理 平行板电容器原理： 两板上可带等量异号电荷，使板间形成匀强电场。当和用电器构成回路时放电，造成板上电荷、板间电压、场强减弱。如再次充电发生和上述情况相反的过程。 4. 实验步骤 Project>insert maxwell 3D design 选择求解器类型：maxwell>solution type>electric>electrostatic（静电） 4.1 创建下极板六面体 Draw>box 设置起点：(X，Y，Z)>(0,0,0) 坐标偏置(dx，dy，dz)>(25,25,2) Assign maxwell>pec(设置材料为理想导体perfect conductor) 4.2 创建上极板六面体 Draw>box 设置起点：(X，Y，Z)>(0,0,3) 坐标偏置(dx，dy，dz)>(25,25,2) Assign maxwell>pec(设置材料为理想导体perfect conductor) 4.3 创建中间的介质六面体 Draw>box 设置起点：(X，Y，Z)>(0,0,2) 坐标偏置(dx，dy，dz)>(25,25,1) Assign maxwell>mica(设置材料为云母mica)

KYN28A-12温度场部分(ANSOFT仿真)要点

某市级电业局开关柜项目汇报——温度场部分（ANSOFT 仿真） 5 温度场分布 柜体的发热损耗来源于涡流损耗，这些热量通过柜体表面的自然对流换热和热辐射两种方式发散到周围环境。假设各种材料的热物性为常数，不随材料温度而改变。则温度场的控制方程为： Q z T z y T y x T x t T c +?? ? ??????+???? ??????+??? ??????=??λλλρ 式中ρ为材料的密度；λ、c 为材料的导热系数和比热；Q 为内热源强度。 在母排的外表面上应该满足对流和辐射边界条件 ()() 44 c a a q n k T T T T εσ?=-+- 上式中 a T 是环境温度；σ表示史蒂芬-玻尔兹曼常数；ε表示母排表面的热发生率；c k 表示母 排表面的对流换热系数；q 表示热流密度矢量。 5.1 开关柜的热稳定时间 将涡流场计算得到的焦耳损耗作为热源导入，并设定相应的辐射边界条件，和对流散热边界条件，分别计算了开关柜在环境温度为30度和40度时的温度场。通过对工作电流为4000时，1000mm 开关柜的瞬态温度场计算，得出当时间为1200s 时，开关柜的温度场分布以及基本稳定。 T=200S 时开关柜温度场分布 T=1000S 时开关柜温度场分布

T=1200S 时开关柜温度场分布 T=3059S 时开关柜温度场分布 由以上图可以看出，当T=1200S 时，开关柜的温度场已经基本稳定。 5.2 母排的温度场分布 母排的焦耳损耗来源于源电流的电阻发热损耗和感应发热，母排的电阻包括载流导体电阻及接触电阻。此时应注意： （1）集肤效应，对交流电流流过的导体，由于电流产生磁通的作用，在导体截面各部分的地阿妈流密度是不平均的。 （2）邻近效应。对两个交流载流导体的并联导体，由于一个导体产生的磁通对另一个导体的作用，使其电流密度分布不均匀，从而影响交流电阻及焦耳损耗。 计算母排的发热既要考虑涡流损耗又要考虑电流损耗，即 11 22 rr Q J J H H ωμσ**= ?+? 以上各式中H 是复磁场强度；J 是复电流密度（上标“*”表示复变化）；σ是电导率；ω是角 频率；YY μ是复磁导率的虚部，r rr j μμμ=-；H 是复磁场强度，E 是电场强度。 当工作电流为1250A 、1600A 、2000A 、3150A 、4000A 时，母排和电流互感器温度场分布分别如图6~图10所示。母排与断路器开关接触部分由于接触电阻造成的损耗较大，温度较高。当工作电流小于2000A 时，母排温升较小，平均温升小于15度。当工作电流达到3150A 以上时，母排温升急剧增大，当工作电流为4000A 时，母排平均温度超过70度，触点位置温度接近100度。

标量场和静电场的仿真分析

实验一 标量场和静电场的仿真分析 实验目的：1、掌握标量场的梯度计算方法，理解梯度的物理意义； 2、掌握点电荷产生的电场特性； 3、熟悉多个极性不同的点电荷形成的点电荷系的电场特性； 4、熟悉电偶极子的电场特性以及电力线和等位线的关系。 实验原理：1，标量场：标量场u 沿指定方向的变化率就是标量场在该方向的方向导数就是标量场的梯度，计算公式为 由此就可以计算出标量场的梯度。 2．静电场：电位表达式 这就是等位面方程．在Matlab 中可求解该方程并 用极坐标作图，即可得到电场的等位线图(也可画 出三维立体等位面图，如图4)．电位求出后就可 得到球坐标系下电场E 的表达式 实验步骤：1、标量场的梯度和等位线仿真 （1） 建立梯度的数学模型 （2） 利用matlab 软件进行仿真 （3） 观察并分析仿真图中梯度和等位线之间的相互关系 c o s c o s c o s u u u u l x y z αβγ ????=++????()(c o s c o s c o s )x y z x y z u u u e e e e e e x y z αβγ???=++?++??? ()(c o s c o s c o s )x y z x y z u u u u e e e e e e l x y z αβγ????=++?++????

2、点电荷系的电位分布 （1）建立点电荷系电位的数学模型 （2）利用matlab软件进行仿真 （3）观察并分析仿真图中电位分布的特点 3、电偶极子的场 （1）建立电偶极子的电位和电场的数学模型 （2）利用matlab软件进行仿真 （3）观察并分析仿真图中电位线和电力线的特点和关系实验报告要求：（1）抓仿真程序结果图 （2）理论分析与讨论

Maxwell瞬态场仿真实例

MAXWELL 3D 12.0 BASIC EXERCISES

1. 静电场问题实例：平板电容器电容计算仿真 平板电容器模型描述： 上下两极板尺寸：25mm×25mm×2mm，材料：pec（理想导体） 介质尺寸：25mm×25mm×1mm，材料：mica（云母介质） 激励：电压源，上极板电压：5V，下极板电压：0V。 要求计算该电容器的电容值 1.建模（Model） Project > Insert Maxwell 3D Design File>Save as>Planar Cap（工程命名为“Planar Cap”） 选择求解器类型：Maxwell > Solution Type> Electric> Electrostatic 创建下极板六面体 Draw > Box（创建下极板六面体） 下极板起点：（X,Y,Z）>（0, 0, 0） 坐标偏置：（dX,dY,dZ）>（25, 25,0） 坐标偏置：（dX,dY,dZ）>（0, 0, 2） 将六面体重命名为DownPlate Assign Material > pec（设置材料为理想导体perfect conductor） 创建上极板六面体 Draw > Box（创建下极板六面体） 上极板起点：（X,Y,Z）>（0, 0, 3） 坐标偏置：（dX,dY,dZ）>（25, 25,0） 坐标偏置：（dX,dY,dZ）>（0, 0, 2） 将六面体重命名为UpPlate Assign Material > pec（设置材料为理想导体perfect conductor） 创建中间的介质六面体 Draw > Box（创建下极板六面体） 介质板起点：（X,Y,Z）>（0, 0, 2） 坐标偏置：（dX,dY,dZ）>（25, 25,0） 坐标偏置：（dX,dY,dZ）>（0, 0, 1） 将六面体重命名为medium Assign Material > mica（设置材料为云母mica，也可以根据实际情况设置新材料）创建计算区域（Region） Padding Percentage：0% 忽略电场的边缘效应（fringing effect） 电容器中电场分布的边缘效应 2.设置激励（Assign Excitation）

静电场导体电容仿真实验

实验一 静电场在导体电容计算中应用仿真 一、实验目的 (1) 掌握导体电容的概念 。 (2) 熟悉MATLAB 仿真软件的使用。 二、实验内容 (1) 编写MATLAB 程序仿真导体电容程序。 (2) 观察电容与电量的关系。 (3) 观察电容量与电压关系。 (4) 观察电容与导体位置关系。 (5) 分析仿真中观察的数据，撰写实验报告。 三、实验原理 储存电荷的容器称为电容器实际上，相互接近而又相互绝缘的任意形状的导体都可构成电容器。典型的平板式电容器由两块相互靠近的平板导体组成，导体间充填有介质ε。现将电压为U 的直流电源与平板电容器相接，即电源给电容器充电。在整个充电过程中，这两块导体上有着等量的异性电荷。分隔开的电荷在介质中产生电场，并使导体间存在电位差。若继续充电，显然会有更多的电荷在导体上积聚，导体之间的电位差也将增大。不难发现，导体间的电位差与导体上的电量成正比关系。一个导体上的电荷量与此导体相对于另一导体的电位之比定义为电容(Capacitance)，其表达式为 ab a U Q C = 常用的传输系统有平行双导线，每根导线的直径为d ，双导线间的距离为D ，其间充填有介质ε。设平行双导线间的电压为U ，单位长度的电荷为ρl ， 则双导线间的电场强度为 2 2 ))(D 2π2π(d D x d x x l l x －＜＜－ερερ+=a E 将上式积分得双导线间的电压，即 2 /ln π2/2/ln π ln π2 d 2/2/2/2/d D d d D x D x x U l l d D d d D d l x ερερερ≈==?= ?－－－－a E 根据电容的定义可得平行双导线单位长度的电容为