ANSYS二維電場計算操作過程

實用標準文案電場有限元分析計算操作過程電場計算分h方法p方法2種。其中p方法僅用于3D，且其計算精度不受剖分單元大小的影響，所以使用比較方法，h方法可用于2D和3D，但計算時需注意剖分單元大小對計算結(jié)果的影響。1清空數(shù)據(jù)庫開始新任務(wù) utilitymenu →File→clear&StartNew 選Donotreadfile 點擊OK→Yes2定義作業(yè)名utilitymenu→File→changeJobname3定義分析標題utilitymenu→File→changeTitle4選擇分析類型MainMenu→PreprocessorElectric（靜電場分析）h→method（h方法）p→methodElectr （p方法靜電場分析）5建立模型（在此介紹用 AutoCAD2007 建立二維模型）注意：受ANSYS軟件自身的約束所以要使模型簡化（即用最簡化的模型體現(xiàn)最真實的實際情況）5.1將你要分析的對象用 CAD畫出，注：不同的材料要有自己獨立的區(qū)域 (即兩種材料不能共用同一條線)，對于圓要畫成四個圓弧組成。5.2畫出模型的外邊界：邊界可以是鐵心中心或則鐵心外表面，油箱箱壁，或則為無限遠處（對分析結(jié)果沒有影響處）。5.3將所有模型全部炸開（沒有“塊”存在），創(chuàng)建面域：繪圖→面域→將所有模型選中，檢查圖形將多余的點、線以及重復(fù)或則不需要的塊去掉，做到每種材料對應(yīng)一個精彩文檔實用標準文案塊為準。5.4輸出Sat文件：文件→輸出→文件類型→ ACIS(*.sat) 文件名稱及保存位置自己設(shè)定。導(dǎo)入模型utilitymenu →File→Import →Sat?選擇你保存的sat文件，點擊試圖方向中的 FrontView.縮放模型（待定）Main Menu→Preprocessor→Modeling →Operate→Scale→Areas(2D)Volomes(3D)2D時將x，y方向模型縮小0.001倍(由mm改為m)3D時將x，y，z方向模型縮小0.001倍(由mm改為m)進行布爾運算Main Menu→Preprocessor →Modeling →Operate→Booleans→Dverlap→Areas(2D)Volomes(3D)壓縮編號(可以省略)Main Menu→Preprocessor→Numberingctrls →compressNumbers定義材料種類和屬性（電場計算中、電極可以當邊界進行計算，如不當邊界計算，需定義材料的相對介電常數(shù)，此時可將相對介電常數(shù)定義為很大的值）。Main Menu→Preprocessor→MaterialProps →MaterialModels電場計算中常用的材料屬性就是 Electromagnetics →RelativePermittivity精彩文檔實用標準文案相對介電常數(shù) Constant （各自同性）(對于二維選此項即可)Orthotropic （各自異性）Anisotropic常用材料ε 油：2.2 紙：4.4 油浸紙：3.5 電纜紙：3.6 對于金屬件取 10e11層壓木：2.9 皺紋紙2.9定義單元類型和屬性MainMenu →Preprocessor→ElementType →Add/Edit/Delete →AddElectrostatic 中，2D Qvad1213D Brick1223D Tet 123h法 2D PLANE121 單元 四邊形 8節(jié)點 自由度為節(jié)點電壓3D SOLID122 單元 磚形20節(jié)點自由度為節(jié)點電壓或SOLID123單元 四面體 10節(jié)點P方法：3DSOLID127 單元 四面體 10節(jié)點自由度為節(jié)點電壓3DSOLID128 單元 六面體 20節(jié)點Add單元類型和屬性后點擊 options Elementbehavior 選項中根據(jù)分析需要選擇plane(平面)或則Axisymmetric( 軸對稱)12附單元及材料屬性Main Menu→Preprocessor→Meshing→MeshAttributes →PickedAreas(2D)PickedVolomes(3D)精彩文檔實用標準文案剖分Main Menu→Preprocessor→Meshing→MeshTool在h方法中，如果存在電場明顯集中的情況，應(yīng)減小剖分單元的尺寸再計算一次，以確定誤差。對于模型不是很大可以用下列方法：Main Menu→Preprocessor →Meshing →Size cntrls→Smartsize→Basic→1(fine)Main Menu→Preprocessor→Meshing→Mesh→Areas→Free→PickAll→OK13定義邊界Main Menu→Solution(Preprocessor 中也有選項)→Define Loads→Apply→Electric→Boondary→Voltage→ on NodesJ-Normal(垂直邊界) on Lineson AreasJ-Parallel(平行邊界、平行邊界不需定義，自動滿足 )定義垂直邊界之后，需在 Voltage→ onKeypointsonNodes 中設(shè)置邊界的onLines 電壓值onAreas14加載（只介紹加電壓）Main Menu→Solution →Define Loads→Apply→Electric→Boondary →Voltage→onKeypoints( 點)精彩文檔實用標準文案onNodes （節(jié)點）onLines (線)onAreas （面）電壓為有效值，單位 V求解15.1選擇分析類型MainMenu →Solution→AnalysisType→NewAnalysisSteady-State(穩(wěn)態(tài))（對于二維電場可以近似為此種狀態(tài)）Harmonic( 諧性)15.2選擇交流分析的求解器MainMenu →Solution→AnalysisType→AnalysisOptions用JacobiConjGrad 求解器（對單場問題的求解速度快）15.3如采用P方法（P方法僅用于3D）定義載荷前選項對于P方法求解，下列求解選項有效指定收斂標準指定P階次控制考慮奇異15.4求解MainMenu →Solution→Solve→CurrentLS顯示結(jié)果16.1 讀入結(jié)果MainMenu →Generalpostproc →ReadResults→FirstSet精彩文檔實用標準文案16.2 顯示結(jié)果MainMenu →Generalpostproc →PlotResults→VectorPlot→PredefinedElecfulxdensD （電通密度）Flux&gradientElecfieldEF （電場強度）16.3 可以由下式計算電極之間的電容1We= C(V1-V0)2 We為靜電能2C=2We/(V1-V0)2注意：在ANSYS中，只要選擇諧性分析，則所有的載荷均應(yīng)輸入峰值，結(jié)果場強也為峰值，但電場計算中為讀結(jié)果方便，輸入的是有效值，場強也為有效值。但 We本來應(yīng)是有效值，這時則比實際值小 2倍。（ 2）2=2，計算時要注意修正。顯示W(wǎng)e1)選中全部單元2）MainMenu →GeneralPostproc →ElementTable →DefineTable→Add選中Energy(能量)如果不起名，能量表示為 SENE.可在DefineAddit