曹新穎畢業(yè)設(shè)計開題報告1.doc

畢業(yè)設(shè)計（論文）開題報告題 目基于FlexPDE的四條平行載流直導線的磁場仿真學 院電氣與信息工程學院專 業(yè)電氣工程及其自動化 班級0914091學 號091409113學生姓名曹新穎指導教師郭蓓蕾開題日期2013年04月10日5基于FlexPDE的四條平行載流直導線的磁場仿真開題報告 一、選題的背景與意義：（一）課題研究來源 隨著科學技術(shù)的發(fā)展, 電子系統(tǒng)和設(shè)備的數(shù)量與日俱增,，性能也在不斷提高， 并正向高頻率、寬頻帶、高集成度、高可靠性、高精度和高靈敏度方向發(fā)展。與此同時，電磁干擾的問題勢必越來越嚴重, 現(xiàn)已成為電子系統(tǒng)和設(shè)備正常工作的突出障礙。而且在通信、雷達、電磁防護、醫(yī)療、交通以及工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和生活的各個領(lǐng)域中，電磁場的分布、傳輸、輻射等問題，也都起著非常重要的作用。復雜電磁場間系統(tǒng)的分析與綜合，電磁兼容和電磁干擾已經(jīng)成為現(xiàn)代技術(shù)發(fā)展的重要課題。 （二）課題研究的目的 利用FlexPDE 軟件對四條互相平行的載流無限長直導線產(chǎn)生的磁場進行計算機模擬,并對這四條平行導線之間的相互作用力作了數(shù)值分析,再與理論計算數(shù)值相比較,從而更加形象地認識其產(chǎn)生的磁場分布形態(tài)。（3） 課題研究的意義 利用FlexPDE 軟件對四條互相平行的載流無限長直導線產(chǎn)生的磁場進行計算機仿真，能夠更加清晰、形象地認識載流導線周圍的磁場分布形態(tài)，分析電磁干擾產(chǎn)生的原因，利用電磁兼容在各種情況下的應(yīng)用，從根本上幫助解決電磁干擾產(chǎn)生的危害，繼而展望電磁兼容的未來發(fā)展！ 二、國內(nèi)外研究現(xiàn)狀：近幾年電磁場數(shù)值分析發(fā)展迅速，一個良好的電磁場數(shù)值分析的軟件則為產(chǎn)品的設(shè)計和優(yōu)化提供了最可靠的依據(jù)。目前在工程研究領(lǐng)域使用較多的數(shù)值分析軟件有flexPDE、FEMM、ANSOFT工程電磁場有限元分析軟件、ANSYS、ALGOR等一些常用的軟件。目前，國內(nèi)對于有限元軟件FlexPDE 的應(yīng)用比較少。與其他有限元軟件相比,使用FlexPDE 并不需要了解復雜的有限元方法，F(xiàn)lexPDE 會自動產(chǎn)生適合的網(wǎng)格。三、課題研究內(nèi)容及創(chuàng)新(1) 預(yù)處理程序：這是一個作圖程序，用于繪制求解的問題的模型，包括幾何形狀、定義材料屬性和給定邊界條件。(2) 求解計算程序：從麥克斯韋電場方程出發(fā)，球接觸與描述整個區(qū)域靜態(tài)磁場的相關(guān)數(shù)值。(3) 后處理程序：根據(jù)邊界條件，用一個圖形程序來顯示所求區(qū)域磁場的分布情況，還可以查看區(qū)域上任意一點的參數(shù)，估算不同積分值和所定義區(qū)域的許多不同特性。 目前國內(nèi)對于有限元軟件FlexPDE 的應(yīng)用比較少. 與其他有限元軟件相比,使用FlexPDE 并不需要了解復雜的有限元素方法,FlexPDE 會自動產(chǎn)生適合的網(wǎng)格. 利用FlexPDE 軟件對四條互相平行的載流無限長直導線產(chǎn)生的磁場進行計算機模擬,并對這四條平行導線之間的相互作用力作了數(shù)值分析,與理論計算數(shù)值相比較,結(jié)果表明用FlexPDE 進行計算機模擬方法是正確的,并且能夠更加形象地認識其產(chǎn)生的磁場分布形態(tài)。四、課題的研究方法： 根據(jù)設(shè)計任務(wù)書確定設(shè)計的大概思路，到圖書館查閱相關(guān)資料，同時上網(wǎng)獲得電磁場理論的應(yīng)用及用途考慮，確定所要研究的導線實體以及要分析的數(shù)據(jù)參數(shù)，經(jīng)過學習flexPDE軟件對導線進行建模計算其電磁受力參數(shù)，然后運用所學習過的工程電磁場知識對所得的參數(shù)進行分析。本次設(shè)計是以四條平行載流直導線為算例，對其載流時的電磁場進行分析，設(shè)計需要運用flexPDE軟件，首先調(diào)整屬性為電磁場運行條件下，然后對導線進行建模，其次設(shè)置邊界條件確定電磁場的范圍，再之對導線屬性進行設(shè)置，最后運用flexPDE軟件對導線的電磁進行仿真，根據(jù)flexPDE軟件計算的結(jié)果運用電磁場知識對其受電場力進行計算。五、研究計劃及預(yù)期成果： 第5周：確定任務(wù)，查閱資料了解工程背景，完成開題報告； 第6-7周：電磁場理論、電磁場有限元基礎(chǔ)、電磁場時諧分析方法的學習； 第8周：flexPDE的學習以及基本建模步驟與分析過程的掌握； 第9-10周：以導線鐵磁材料存在磁體為例使用flexPDE軟件建模以及計算結(jié)果的分析； 第11-12周：完成論文初稿； 第13周：完成論文的結(jié)論及展望部分； 第14-15周：整理并修改論文，準備畢業(yè)答辯。6、 參考文獻：1 謝處方,饒克謹.電磁場與電磁波M.北京:高等教育出版社,2010.2 馬西奎,趙彥珍.工程電磁場M.西安:西安交通大學出版社,2006.3 趙凱華,陳熙謀.電磁學M.北京:高等教育出版社,2011. 4 馮慈璋,馬西奎.工程電磁場導論M.北京:高等教育出版社,2000. 5 顏威利,楊慶新,汪友華,劉福貴.電氣工程電磁場數(shù)值分析M.北京:機械工業(yè)出版社,2005.6 趙凱華,陳熙謀. 電磁學上冊(第二版) M . 北京:高等教育出版社,2001.7 郭碩鴻. 電動力學(第二版) M . 北京:高等教育出版社,20018 Backstrom G. Fields