ANSYSMaxwell涡流场分析案例.doc

. 1.训练后处理应用实例本例中的涡流模型由一个电导率σ=106S/m，长度为100mm，横截面积为10×10m2的导体组成，导体通有幅值为100A、频率为60Hz、初始相位ф=120°的电流一） 启动Maxwell并建立电磁分析1. 在windows系统下执行“开始”→“所有程序”→ANSYS Electromagnetic→ANSYS Electromagnetic Suite 15.0→Windows 64-bit→Maxwell 3D命令，进入Maxwell软件界面2. 选择菜单栏中File→Save命令，将文件保存名为“training_post”3. 选择菜单栏中Maxwell 3D→Solution Type命令，弹出Solution Type对话框(1) Magnetic:eddycurrent(2) 单击OK按钮4. 依次单击Modeler→Units选项，弹出Set Model Units对话框，将单位设置成m，并单击OK按钮二） 建立模型和设置材料1. 依次单击Draw→Box命令，创建长方体在绝对坐标栏中输入：X=-5，Y=-5，Z=0，并按Enter键在相对坐标栏中输入：dX=5，dY=5，dZ=100，并按Enter键单击几何实体，左侧弹出属性对话框，重命名为：Cond材料设置为conductor，电导率为σ=106S/m2. 依次单击Draw→Box命令，创建长方体在绝对坐标栏中输入：X=55，Y=-10，Z=40，并按Enter键在相对坐标栏中输入：dX=75，dY=10，dZ=60，并按Enter键单击几何实体，左侧弹出属性对话框，重命名为：aux3. 依次单击Draw→Line在绝对坐标栏中输入：X=0，Y=0，Z=0，并按Enter键在相对坐标栏中输入：dX=0，dY=0，dZ=100，并按Enter键名为line14. 依次单击Draw→line，生成长方形对角点为（20，-20，50）、（-20，20，50），名为line25. 依次单击Draw→Region命令，弹出Region对话框，设置如下þ:Pad individual directions（-100，-100，0）、（200，100，100）（三） 指定边界条件和源1. 按f键，选择Cond与Region的交界面，依次单击菜单中的Maxwell 3D→Excitations→Assign→Current命令，在对话框中填入以下容：(1) Name:SourceIn(2) Value:100 A(3) Palse:120deg(4) 单击OK按钮2. 按f键，选择Cond与Region的另一个交界面，依次单击菜单中的Maxwell 3D→Excitations→Assign→Current命令，在对话框中填入以下容：(5) Name:SourceIn(6) Value:100 A(7) Palse:120deg(8) 按Swap Direction和OK按钮（四） 设置求解规则1. 依次选择菜单栏中Maxwell 3D→Analysis Setup→AddSolutionSetup命令，此时弹出Solution Setup对话框，在对话框中设置：(1) Maximum number of passes（最大迭代次数）：10(2) Percent Error（误差要求）:1%(3) Refinement per Pass（每次迭代加密剖分单元比例）:50%(4) Solver>Adaptive Frequency（设置激励源的频率）:60Hz(5) 单击OK按钮。

1. 依次选择菜单栏中的Maxwell 3D→Validation Check命令，此时弹出的对话框中，如果全部项目都有P说明前处理操作没有问题；如果有O弹出，则需要重新检查模型；如果有！出现，则不会影响计算2. 依次选择Maxwell 3D→Analyze All命令，此时程序开始计算五） 后处理依次单击Maxwell 3D>Fields>Calculator命令，弹出Fields Calculator对话框1) 导体的功率损耗（体积分）方法一：1． 选择Input>Quantity>Ohmic Loss2． 选择Input>Geometry选择Volume，在列表中选择Cond，然后单击OK按钮3． 选择Scalar>∫Integrate4． 选择Output>Eval5． 得到Cond计算损耗约为5方法二：计算公式为1． 选择Input>Quantity>J，获得电流密度矢量J；2． 选择Push3． 选择General>Complex：Conj，求J的共轭；4． 选择Vector>Mtal，出现Material Operation窗口；5． 选择Conductivity、Divide；单击OK按钮6． 选择Vector>Dot7． 选择General>Complex：Real；8． 选择Input>Number，设置为Type:Scalar；Value:2；单击OK9． 选择General>/10． 选择Input>Geometry选择Volume，在列表中选择Cond，然后单击OK按钮11． 选择Scalar>∫Integrate12． 选择Output>Eval13． 得到Cond计算损耗约为52) 沿着导体路径的电压降（线积分）计算电压降的实部：计算公式为1． 选择Input>Quantity>J，获得电流密度矢量J；2． 选择Vector>Mtal，出现Material Operation窗口；3． 选择Conductivity、Divide；单击OK按钮4． 选择General>Complex：Real；5． 选择Input>Geometry选择Line，在列表中选择Line1，然后单击OK按钮6． 选择Vector>Tangent7． 选择Scalar>∫Integrate8． 选择Output>Eval9． 得到电压降的实部分量为0.05V计算电压降的虚部：计算公式为1． 选择Input>Quantity>J，获得电流密度矢量J；2． 选择Vector>Mtal，出现Material Operation窗口；3． 选择Conductivity、Divide；单击OK按钮4． 选择General>Complex：Imag；5． 选择Input>Geometry选择Line，在列表中选择Line1，然后单击OK按钮6． 选择Vector>Tangent7． 选择Scalar>∫Integrate8． 选择Output>Eval9． 得到电压降的实部分量为-0.0866V理论计算电压降幅值为3) 安培定律（线积分）计算磁场强度的实部分量沿着线line2的线积分1． 选择Input>Quantity>H；2． 选择General>Complex：Real；3． 选择Input>Geometry选择Line，在列表中选择Line2，然后单击OK按钮4． 选择Vector>Tangent5． 选择Scalar>∫Integrate6． 选择Output>Eval7． 出现86.58A实际电流的实部是100×sin120=86.58A计算磁场强度的虚部分量沿着线line2的线积分1． 选择Input>Quantity>H；2． 选择General>Complex：Imag；3． 选择Input>Geometry选择Line，在列表中选择Line2，然后单击OK按钮4． 选择Vector>Tangent5． 选择Scalar>∫Integrate6． 选择Output>Eval7． 出现-49.98A实际电流的虚部是100×cos120=50A计算相位1． 选择Exch和Rlup操作，确认计算器顶部为-49.98A，接下来是86.58A2． 选择Trig|Atan2，得到相位为120.0004) 计算磁通密度散度（体积分）计算磁通密度的实部分量散度在aux上的体积分1． 选择Input>Quantity>B；2． 选择General>Complex：Real；3． 选择Vector>Divg4． 选择Input>Geometry选择Volume，在列表中选择aux，然后单击OK按钮5． 选择Scalar>∫Integrate6． 选择Output>Eval7． 出现-9.68×10-10A计算磁通密度的虚部分量散度在aux上的体积分1． 选择Input>Quantity>B；2． 选择General>Complex：Imag；3． 选择Vector>Divg4． 选择Input>Geometry选择Volume，在列表中选择aux，然后单击OK按钮5． 选择Scalar>∫Integrate6． 选择Output>Eval7． 出现1.68×10-9A5) 磁通量的计算（面积分）磁通量实部的计算1． 选择Input>Quantity>B2． 选择Vector:Scal?>Scalar Y3． 选择General>Complex：Real；4． 选择Input>Geometry选择Volume，在列表中选择aux，然后单击OK按钮5． General>Domain6． 选择Input>Geometry选择Surface，在列表中选择XZ，然后单击OK按钮7． 选择Scalar>∫Integrate8． 选择Output>Eval9． 出现5.06×10-8Wb磁通量实部的计算1． 选择Input>Quantity>B2． 选择Vector:Scal?>Scalar Y3． 选择General>Complex：Imag；4． 选择Input>Geometry选择Volume，在列表中选择aux，然后单击OK按钮5． General>Domain6． 选择Input>Geometry选择Surface，在列表中选择XZ，然后单击OK按钮7． 选择Scalar>∫Integrate8． 选择Output>Eval9． 出现-8.76×10-8Wb磁通量的幅度为1.01×10-7Wb，进而可以获得导体与积分表面边界构成的矩形环之间的互感为在环感应电压的幅度为6) 计算总电阻损耗（体积分）----Maxwell_v16_3D_WS02_BasicEddyCurrentAnalysis1． 选择Input>Quantity>Ohmic Loss2． 选择Input>Geometry选择Volume，在列表中选择Disk，然后单击OK按钮3． 选择Scalar>∫Integrate4． 选择Output>Eval5． 得到Disk计算损耗约为270.38W7) 计算磁通量----06_1_maxwell_eddycurrent_Asymmetric_ConductorBz_real1． 选择Input>Quantity>B2． 选择Vector:Scal?>Scalar Z3． 选择General>Complex：Real；4． 选择General>Smoot。