ANSYS低頻磁場(chǎng)第四章-5

第四章

第5節(jié)三維電磁模擬1三維角型匯流排實(shí)例問題描述半對(duì)稱匯流排電流供電雙匯流排分析順序加邊界條件進(jìn)行模擬后處理計(jì)算電流分布計(jì)算ANGLE組件力功率密度總功率雙匯流排電流方向2耦合場(chǎng)第一步模擬目的是計(jì)算ANGLE組件力磁場(chǎng)分析模型必須擴(kuò)展以計(jì)算由匯流排其余部分產(chǎn)生的ANGLE組件力.匯流排之間間隙為0.75英寸3物理區(qū)域匯流排自由空間:μr=1ρ=.5E-7Ω-m空氣自由空間:μr=1遠(yuǎn)程自由空間用遠(yuǎn)場(chǎng)單元模擬勵(lì)磁:50,000A對(duì)稱平面X-Y平面：通量垂直（匯流排內(nèi)電流同方向）匯流排水平間距:1英寸單位:英寸ANGLE組件尺寸4在命令窗口輸入angle3d建模模型信息單元類型:匯流排:三維磁矢勢(shì)單元-solid97(材料2)緊靠匯流排的自由空間:三維磁矢勢(shì)單元-solid97矢量與標(biāo)量之間界面單元-inter115三維磁矢勢(shì)區(qū)域外的中間空間:標(biāo)量單元solid96遠(yuǎn)程空間:無限邊界單元-infin47單元組件:匯流排:BUS(匯流排全長(zhǎng)）角型組件:ANGLE(只是匯流排的一部分，用于后續(xù)結(jié)構(gòu)分析)5Inter115設(shè)置在矢量和標(biāo)量單元類型之間（單元類型5）Infin47設(shè)置在模型外半徑邊界處（單元類型3），本單元類型不需邊界條件兩種單元類型延伸到對(duì)稱面上匯流排-solid97(MVP)

infin47不在遠(yuǎn)離匯流排的垂直面上單元類型分布6不同物理區(qū)的單元類型設(shè)置(用收縮選項(xiàng)畫單元:Utility>plotctrls>style>size&shape)標(biāo)量單元solid96.Inter115在MVP與標(biāo)量單元之間匯流排外邊空氣MVP單元不顯示Infin47單元在標(biāo)量單元的外表面7利用ANGLE組件，用solid69單元類型進(jìn)行電流傳導(dǎo)分析來計(jì)算匯流排的電流分布受載匯流排為solid97單元類型.必須把單元類型轉(zhuǎn)換為solid69以進(jìn)行電流傳導(dǎo)分析Preproc>elementtype>add/edit/delete單元類型6選擇ADD電流方向8選擇OK用熱電8節(jié)點(diǎn)磚型單元代替6號(hào)單元類型選擇

OKsolid69單元類型具有VOLT自由度，其分析結(jié)果包含用于后續(xù)磁分析的電流密度.9對(duì)電流傳導(dǎo)分析加邊界條件有電流的端部節(jié)點(diǎn)必須加VOLT自由度耦合選擇ANGLE組件的節(jié)點(diǎn)Preproc>couple/ceqn>coupledof利用柜BOX選項(xiàng)選擇角端節(jié)點(diǎn)選擇OK選擇

OK10在一個(gè)關(guān)鍵點(diǎn)上施加電流

Preproc>loads>apply>-electric-excitation>onkeypoints選擇轉(zhuǎn)角處的任意一個(gè)節(jié)點(diǎn)位置，其也對(duì)應(yīng)于一個(gè)關(guān)鍵點(diǎn)選擇

OK11在匯流排另一端的端面加VOLT約束

Preproc>loads>apply>-electric-boundary選擇匯流排末端端面選擇OK選擇

OK12進(jìn)行電流傳導(dǎo)分析

Solu>newanalysis[STATIC]選擇OK (同時(shí)圖示單元和節(jié)點(diǎn)，以確保只激活了ANGLE

組件）

Solu>currentLS（因只有一部分模型進(jìn)行模擬，將顯示警告(warnings）信息）選擇OKVOLT約束13圖示VOLT自由度等值圖

Postproc>plotresults>nodalsolution選擇

OK14利用單元表能顯示電流密度結(jié)果，先要定義單元表

Postproc>elementtable>definetable選擇

OK15利用平均選項(xiàng)能圖示總電流密度JSSUM Postproc>elementtable>plotelemtable選擇

OK16電流密度也能以矢量圖顯示

Postproc>plotresults>-vectorplot-predefined控制箭頭長(zhǎng)度系數(shù)電流傳導(dǎo)分析求得的電流選擇

OK17匯流排電流密度矢量圖18電流傳導(dǎo)分析得到的電流密度作為磁場(chǎng)分析的輸入條件6號(hào)單元類型必須重新設(shè)置為solid97 Preproc>elementtype>add>edit>delete選擇第6條目選擇ADD輸入6選擇

OK19從電流傳導(dǎo)分析結(jié)果中讀取電流密度Preproc>loads>apply>excitation>fromelecan(顯示單元以確保激活了ANGLE組件)在缺省情況下，電流傳導(dǎo)分析的結(jié)果保存在file.rst文件中上述分析只有一種結(jié)果，缺省即讀入此正確結(jié)果20利用symbols選項(xiàng)確認(rèn)電流密度

Utility>plotctrls>symbol選擇

OK非平均值JS21剩下的磁邊界條件為：在X-Y平面(Z=0)為通量垂直標(biāo)量-solid96:MAG需要約束矢量-solid97:AZ(垂直于X-Y)需要約束選擇Z=0的在X-Y面內(nèi)的所有平面Z=0平面22約束標(biāo)量以模擬通量垂直條件

Preproc>loads>apply>boundary>-scalarpotent-fluxnormal-onareas選擇相應(yīng)于solid96單元類型的平面(標(biāo)量)選擇

OK23約束矢量MVP以模擬通量垂直

Preproc>loads>apply>boundary>-vectorpotent-fluxnormal-onareas

選擇相應(yīng)于solid97單元類型的平面（點(diǎn)劃線內(nèi)的平面）選擇

OK24選擇模擬類型Solu>newanalysis[STATIC]選擇OK選擇求解器Solu>analysisoptions選擇

OK激活整個(gè)模型開始模擬Solu>currentLS選擇

OK25利用單元數(shù)據(jù)能獲得導(dǎo)體上的側(cè)向力選擇ANGLE組件

Postproc>elementtable>definetable(fortheZLorentzforce)

選擇OK計(jì)算總側(cè)向力Postproc>elementtable>sumofeachitem選擇

OK單位:N26顯示力:Postproc>elementtable>plotelemtable選擇

OK重復(fù)顯示FMAGX,FMAGY,&FMAGSUM27利用單元表貯存的數(shù)據(jù)，也可以確定匯流排上的功率損失（單位體積焦耳熱）Postproc>elemtable>definetable選擇

OK28顯示Joule熱

Postproc>elementtable>plotelemtable選擇

OK29計(jì)算功率損失（瓦），焦耳熱必須乘以每個(gè)單元的體積。利用單元表項(xiàng)定義單元體積

Postproc>elementtable>definetable用戶