ANSYSMaxwell涡流场分析案例

..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。（（一一））启启动动MMaaxxwweellll并并建建立立电电磁磁分分析析1.在windows系统下执行“开始”→“所有程序”→ANSYSElectromagnetic→ANSYSElectromagneticSuite15.0→Windows64-bit→Maxwell3D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Maxwell3D→SolutionType命令，弹出SolutionType对话框(1)Magnetic:eddycurrent(2)单击OK按钮4.依次单击Modeler→Units选项，弹出SetModelUnits对话框，将单位设置成m，并单击OK按钮。（（二二））建建立立模模型型和和设设置置材材料料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:Padindividualdirections（-100，-100，0）、（200，100，100）（（三三））指指定定边边界界条条件件和和源源1.按f键，选择Cond与Region的交界面，依次单击菜单中的Maxwell3D→Excitations→Assign→Current命令，在对话框中填入以下内容：(1)Name:SourceIn(2)Value:100A(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Maxwell3D→Excitations→Assign→Current命令，在对话框中填入以下内容：(5)Name:SourceIn(6)Value:100A(7)Palse:120deg..((88))按SwapDirection和OK按钮（（四四））设设置置求求解解规规则则1.依次选择菜单栏中Maxwell3D→AnalysisSetup→AddSolutionSetup命令，此时弹出SolutionSetup对话框，在对话框中设置：(1)Maximumnumberofpasses（最大迭代次数）：10(2)PercentError（误差要求）:1%(3)RefinementperPass（每次迭代加密剖分单元比例）:50%(4)SolverAdaptiveFrequency（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Maxwell3D→ValidationCheck命令，此时弹出的对话框中，如果全部项目都有说明前处理操作没有问题；如果有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Maxwell3D→AnalyzeAll命令，此时程序开始计算。（（五五））后后处处理理依次单击Maxwell3DFieldsCalculator命令，弹出FieldsCalculator对话框11))导导体体内内的的功功率率损损耗耗（（体体积积分分））方方法法一一：：1．选择InputQuantityOhmicLoss2．选择InputGeometry选择Volume，在列表中选择Cond，然后单击OK按钮3．选择Scalar∫Integrate4．选择OutputEval5．得到Cond计算损耗约为5方方法法二二：：计算公式为dVJJPCondCond*Re211．选择InputQuantityJ，获得电流密度矢量J；2．选择Push3．选择GeneralComplex：Conj，求J的共轭；4．选择VectorMtal，出现MaterialOperation窗口；5．选择Conductivity、Divide；单击OK按钮6．选择VectorDot7．选择GeneralComplex：Real；8．选择InputNumber，设置为Type:Scalar；Value:2；单击OK9．选择General/10．选择InputGeometry选择Volume，在列表中选择Cond，然后单击OK按钮11．选择Scalar∫Integrate12．选择OutputEval13．得到Cond计算损耗约为522))沿沿着着导导体体路路径径的的电电压压降降（（线线积积分分））..计计算算电电压压降降的的实实部部：：计算公式为dlJUlineR1Re1．选择InputQuantityJ，获得电流密度矢量J；2．选择VectorMtal，出现MaterialOperation窗口；3．选择Conductivity、Divide；单击OK按钮4．选择GeneralComplex：Real；5．选择InputGeometry选择Line，在列表中选择Line1，然后单击OK按钮6．选择VectorTangent7．选择Scalar∫Integrate8．选择OutputEval99．．得到电压降的实部分量为0.05V计计算算电电压压降降的的虚虚部部：：计算公式为dlJUlineI1Im1．选择InputQuantityJ，获得电流密度矢量J；2．选择VectorMtal，出现MaterialOperation窗口；3．选择Conductivity、Divide；单击OK按钮4．选择GeneralComplex：Imag；5．选择InputGeometry选择Line，在列表中选择Line1，然后单击OK按钮6．选择VectorTangent7．选择Scalar∫Integrate8．选择OutputEval9．得到电压降的实部分量为-0.0866V理理论论计计算算电电压压降降幅幅值值为为VUUUIR1.02233))安安培培定定律律（（线线积积分分））计计算算磁磁场场强强度度的的实实部部分分量量沿沿着着线线lliinnee22的的线线积积分分1．选择InputQuantityH；2．选择GeneralComplex：Real；3．选择InputGeometry选择Line，在列表中选择Line2，然后单击OK按钮4．选择VectorTangent5．选择Scalar∫Integrate6．选择OutputEval7．出现86.58A实际电流的实部是100×sin120=86.58A..计计算算磁磁场场强强度度的的虚虚部部分分量量沿沿着着线线lliinnee22的的线线积积分分1．选择InputQuantityH；2．选择GeneralComplex：Imag；3．选择InputGeometry选择Line，在列表中选择Line2，然后单击OK按钮4．选择VectorTangent5．选择Scalar∫Integrate6．选择OutputEval7．出现-49.98A实际电流的虚部是100×cos120=50A计计算算相相位位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120.00044))计计算算磁磁通通密密度度散散度度（（体体积积分分））计计算算磁磁通通密密度度的的实实部部分分量量散散度度在在aauuxx上上的的体体积积分分1．选择InputQuantityB；2．选择GeneralComplex：Real；3．选择VectorDivg4．选择InputGeometry选择Volume，在列表中选择aux，然后单击OK按钮5．选择Scalar∫Integrate6．选择OutputEval7．出现-9.68×10-10A计计算算磁磁通通密密度度的的虚虚部部分分量量散散度度在在aauuxx上上的的体体积积分分1．选择InputQuantityB；2．选择GeneralComplex：Imag；3．选择VectorDivg4．选择InputGeometry选择Volume，在列表中选择aux，然后单击OK按钮5．选择Scalar∫Integrate6．选择OutputEval7．出现1.68×10-9A55))磁磁通通量量的的计计算算（（面面积积分分））磁磁通通量量实实部部的的计计算算1．选择InputQuantityB2．选择Vector:Scal?ScalarY3．选择GeneralComplex：Real；4．选择InputGeometry选择Volume，在列表中选择aux，然后单击OK按钮5．GeneralDomain6．选择InputGeometry选择Surface，在列表中选择XZ，然后单击OK按钮7．选择Scalar∫Integrate8．选择OutputEval9．出现5.06×10-8Wb磁磁通通量量实实部部的的计计算算..1．选择InputQuantityB2．选择Vector:Scal?ScalarY3．选择GeneralComplex：Imag；4．选择InputGeometry选择Volume，在列表中选择aux，然后单击OK按钮5．GeneralDomain6．选择InputGeometry选择Surface，在列表中选择XZ，然后单击OK按钮7．选择Scalar∫Integrate8．选择OutputEval9．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HILmagmutual91001.1在环内感应电压的幅度为VIfLVmutualinduced51081.3266))计计算算总总电电阻阻损损耗耗（（体体积积分分））--------MMaaxxwweellll__vv1166__33DD__WWSS0022__BBaassiiccEEddddyyCCuurrrreennttAAnnaallyyssiiss1．选择InputQuantityOhmicLoss2．选择InputGeometry选择Volume，在列表中选择Disk，然后单击OK按钮3．选择Scalar∫Integrate4．选择OutputEval5．得到Disk计算损耗约为270.38W77))计计算算磁磁通通量量--------0066__11__mmaaxxwweellll__eeddddyyccuurrrreenntt__AAssyymmmmeettrriicc__CCoonndduuccttoorrBBzz__rreeaall1．选择InputQuantityB2．选择Vector:Scal?ScalarZ3．选择GeneralComplex：Real；4．选择GeneralSmooth注意:在特斯拉(Tesla)的单位