第五章 3D静态磁场分析(标量法)

第五章  3D静态磁场分析(标量法)
第五章  3D静态磁场分析(标量法)

第五章3-D静态磁场分析(标量法)

5.1 在3-D静态磁场分析(标量法)中要用到的单元

表1三维实体单元:

单元维数形状或特性自由度

SOLID5 3-D 六面体,8个节点每节点6个:位移、电势、磁标量位或温度SOLID96 3-D 六面体,8个节点磁标量位

SOLID98 3-D 四面体,10个节点位移、电势、磁标量位、温度

表2三维界面单元

单元维数形状或特性自由度

INTER115 3-D 四边形,4个节点磁标量位,磁矢量位

表3三维连接单元

单元维数形状或特性自由度3D杆状( Bar)、弧状(Arc)、线圈

SOURC36

3个节点无

(Coil)基元

表4三维远场单元

单元维数形状或特性自由度

四边形,4个节点;

INFIN47 3-D

磁标量位、温度

或三边形,3个节点

INFIN111 3-D 六面体,8个或20个节点磁矢量位、磁标量位、电势、温度SOLID96和SOLID97是磁场分析专用单元,SOLID62、SOLID5和SOLID98更适合于耦合场求解。

5.2 磁标量位(MSP)法介绍

在磁标量位方法中,可使用三种不同的分析方法:简化标势法(RSP)、差分标势法(DSP)和通用标势(GSP)法。

·若模型中不包含铁区,或有铁区但无电流源时,用RSP法。若模型中既有铁区又有电流源时,就不能用这种方法。

·若不适用RSP法,就选择DSP法或GSP法。DSP法适用于单连通铁区,GSP法适用于多连通铁区。

5.2.1单连通区与多连通区

单连通铁区是指不能为电流源所产生的磁通量提供闭合回路的铁区,而多连通铁区则可以构成闭合回路。参见图1(a)、(b)“连通域”。

数学上,通过安培定律来判断单连通区或是多连通区,即磁场强度沿闭合回路的积分等于包围的电流(或是电动势降MMF)。

因为铁的磁导率非常大,所以在单连通区域中的MMF降接近于零,几乎全部的MMF降都发生在空气隙中。但在多连通区域中,无论铁的磁导率如何,所有的MMF降都发生在铁芯中。

5.3 3-D静态磁标势分析的步骤

该分析类型与2-D静态分析的步骤基本一样:

1.建立物理环境

2.建模、给模型区域赋属性和分网格

3.加边界条件和载荷(激励)

4.用RSP、DSP或GSP方法求解

5.观察结果

5.3.1创建物理环境

首先设置分析参数为“Magnetic-Nodal”,并给出分析题目。然后用ANSYS前处理器定义物理环境包含的项目。即单元类型、KEYOPT选项、材料特性等。3D分析的大部分过程与2D 分析一致,本章下面部分介绍3D分析中要特殊注意的事项。

· SOLID96单元可为模型所有的内部区域建模,包括:饱和区、永磁区和空气区(自由空间)。对于电流传导区,需用SOURC36单元来表示,关于电流传导区建模,后面有详细讲述。

·对于空气单元的外层区域,推荐使用INFIN47单元(4节点边界单元)或INFIN111单元(8节点或20节点边界单元)。INFIN47单元和INFIN111单元可很好地描述磁场的远场衰减,

通常比使用磁力线垂直或磁力线平行条件得到的结果更准确。二种单元中,INFIN111更精确一些。

·缺省单位制使用MKS单位制(米-千克-秒国际单位制),可用下列方式改变成其他单位制。一旦选定,所有输入数据都应该使用该单位制。为了方便建模,可以先在其他单位制系统下面建模(如毫米或英寸),然后进行缩放。

用下列方式定义单位制:

命令:EMUNIT

GUI: Main Menu>Preprocessor>Material Props>Electromag Units ·根据用户设定的单位制,自由空间的相对导磁率将自动设定:

在MKS单位制中,,或者根据用命令EMUNIT来设定一个值。

5.3.2设置GUI菜单过滤

如果你是通过GUI路径来运行ANSYS,当ANSYS被激活后第一件要做的事情是选择菜单路径:Main Menu>Preferences,在对话框出现后,选择Magnetic-Nodal。

因为ANSYS会根据你选择的参数来对单元进行过滤,选择Magnetic-Nodal以确保能够使用用于3D静态磁场分析的单元。

5.3.3定义材料属性

分析模型可有一种或多种材料区域:空气、导磁材料、导电区和永磁体。每种类型的材料区具有所要求的材料性质。

ANSYS材料库自身带有几种磁性材料,可以直接把这些材料性质读入数据库,不用再手动的逐点输入。如有必要,可对它们进行修改,以便与所分析的课题相匹配。

在ANSYS材料库中定义的磁性材料如下:

材料材料性质文件

Copper(铜)emag Copper. SI_MPL

M3 steel(钢)emag M3. SI_MPL

M54 steel(钢)emag M54. SI_MPL

SA1010 steel(钢)emag Sa1010. SI_MPL

Carpenter steel(硅钢)emag Silicon. SI_MPL

Iron Cobalt Vanadium steel(铁-钴-钒-钢)emag Vanad. SI_MPL

该表中铜的材料性质定义有与温度有关的电阻率和相对导磁率,所有其他材料的性质均

定义为B-H曲线。对于列表中的材料,在ANSYS材料库内定义的都是典型性质,而且已外推到整个高饱和区。你所需的实际材料值可能与ANSYS材料库提供值有所不同,因此,必要时可修正所用ANSYS材料库文件以满足用户所需。

5.3.3.1访问材料库文件:

下面介绍读写材料库文件的基本过程。详细参见《ANSYS入门指南》和《ANSYS基本过程手册》。

读材料库文件,进行以下操作:

1. 如果你还没有定义好单位制,用/UNITS命令定义。

注意:缺省单位制为MKS,GUI列表只列出当前被激活单位制的材料库文件。

2. 定义材料库文件所在的路径。(你需要知道系统管理员放置材料库文件的路径)

命令:/MPLIB,read,pathdata

GUI: Main Menu>Preprocessor>Material Props>Material Library>Library Path

3. 将材料库文件读入到数据库中。

命令:MPREAD,filename,,,LIB

GUI:Main Menu>Preprocessor>Material Props>Material Library>Import Library Main Menu>Preprocessor>Loads>-Load Step Opts-Other>Change Mat

Props>Material Library>Import Library

写材料库文件,进行以下操作:

1. 用MP命令或菜单Main Menu>Preprocessor>Material Props>Isotropic编辑材料性质定义,然后将改后的材料特性写回到材料库文件当中去。

2.在前处理器中执行下列命令:

命令:MPWRITE,filename,,,LIB,MAT

GUI:Main Menu>Preprocessor>Material Props>Material Library>Export Library

5.3.4定义材料属性和实常数的一般原则

下面讲述关于设置物理模型区域的一般原则。在“2-D谐波(AC)分析”一章中详细描述了2-D模型中需要设定的一些特殊区域。

5.3.4.1空气:

说明相对磁导率为1.0。

命令:MP,murx

GUI: Main Menu>Preprocessor>Material Props>Material Models > Electromagnetics > Relative Permeability >Constant

5.3.4.2自由空间导磁材料区:

说明B-H曲线,可以从库中读出,也可以输入自己定义的B-H曲线:命令:MPREAD,filename,…

GUI:Main Menu>Preprocessor>Material Props>Material Library>Import Library 命令:TB,TBPT

GUI:Main Menu>Preprocessor>Material Props>Material Models>Electromagnetics>BH Curve

如果该材料是线性的,那么只需说明相对磁导率(对于均匀或者各向异性介质)。如果定义B-H曲线,应满足下列准则,以保证准确地模拟材料属性:

*输入B-H曲线必须要遵守的规则:

1. B与H要一一对应,且应B随H是单调递增,如第2章中图1所示。B-H曲线缺省通过原点,即0.0点不输入。用下面的命令验证B-H曲线:

命令:TBPLOT

GUI: Main Menu>Preprocessor>Material Props>Material Models>Electromagnetics>BH Curve

2. ANSYS计算的μ-H曲线应该是光滑连续的,可用TBPLOT命令画出μ-H曲线来进行验证(参见图2(b))。B-H曲线应覆盖材料的全部工作范围。如果需要超出B-H曲线的点,程序按固定斜率进行外推处理,固定斜率应等于或者略大于μr,你可以按照如下方式改变X-轴的范围,

并用TBPLOT命令画图来观察其外推情况。

命令:/XRANGE

GUI: Utility Menu>PlotCtrls>Style>Graphs

对于永磁体和非线性各向异性材料,材料特性的输入与2D情况一样。

5.3.5建立模型

《ANSYS建模和分网指南》对3-D标标量位方法进行磁场分析的建模有详细描述,但是对于电流源的处理有一些特殊考虑。

5.3.5.1建立电流传导区

可以用基元模拟电流传导区域,不需要材料性质。

在3D标量位方法分析中,电流源不是有限元模型的一个组成的部分(在2D矢量位方法分析中是一个组成部分)。只需用一个有限元哑元单元,SOURC36,来指明电流源的形状和位置。可以在模型中的任意位置定义线圈、杆状、弧状电流源,电流源的大小和其他电流源数

据可以通过哑元单元的实常数定义给出。图3为用SOURC36原始元表示的一个电流源。

注意:即使采用半对称或四分之一对称模型,也要为整个电流源建模。线圈和弧单元的内半径不能设置成为0。

因为SOURC36单元并不是一个真正的有限元,只能通过直接生成来定义它们,而不能通过实体建模的方式。

命令:N

GUI:Main Menu>Preprocessor>Create>Nodes>In Active CS

Main Menu>Preprocessor>Create>Nodes>On Working Plane

命令:E

GUI:Main menu>Preprocessor>Create>Elements>Thru Nodes

命令:EGEN

GUI:Main Menu>Preprocessor>Copy>Auto Numbered

直接生成的电流源单元在屏幕上是不显示的,可通过以下命令显示:命令:/ESHAPE, EPLOT

GUI:Utility Menu>PlotCtrls>Style>Size and Shape

Utility Menu>Plot>Elements

下面是一个定义电流源的命令流实例:

/PREP7

ET,2, 36! Current source element

EMUNIT,MKS! MKS units

! Define convenient parameters:

I=0.025! Current (amps)

N=300! Turns

S=0.04! Solenoid length

R=0.01! Solenoid radius

THK=0.002! Solenoid thickness

!

R=2,1,N*1,THK,S! Real constant set 2:coil type, current

! thickness, length,

CSYS,1! Global cylindrical system

N,1001,R! Nodes for the source element

N,1002,R,90

N,1003

TYPE,2! Attributes

REAL,2

E,1001,1002,1003! Element definition

/ESHAPE,1

/VIEW,1,2,1,.5

/VUP,1,Z

/TRIAD, LBOT

/TYPE,1,HIDP

EPLOT

关于下列命令的详细描述,参见《ANSYS命令手册》:ET, EMUNIT, R, CSYS, N, TYPE, REAL,E, /ESHAPE, /VIEW, /VUP, /TRIAD,和/TYPE

5.3.6创建3D“跑道型”线圈

命令:RACE

GUI:Main Menu>Preprocessor>-Modeling-Create>Racetrack Coil

Main Menu>Preprocessor>Loads>-Loads-Apply>-Magnetic-Excitation>Racetrack Coil 用RACE宏在当前工作平面坐标系定义跑道型线圈电流源。ANSYS程序用SOURC36单元(被指定为另一种单元类型号)生成由棒状、弧状基元构成的电流源。电流方向为工作平面内的逆时针方向。关于RACE宏和跑道型线圈的详细描述,参见第11章。

删除独立的SOURC36单元,用EDELE命令(GUI: Main Menu>Delete>Elements)。在删除前,列出所有单元,并选择要删除的单元。用下列方式列出所有的单元:

命令:ELIST

GUI: Utility Menu>List>Elements>Attribute+RealConst

GUI: Utility Menu>List>Elements>Attribute Only

GUI: Utility Menu>List>Elements>Nodes+Attributes

GUI: Utility Menu>List>Elements>Nodes+Attr+RealConst

5.3.7施加边界条件和载荷

5.3.7.1 3D标量位静态磁场分析加载

如果希望分析过程中能进行每步手动控制,那么除了施加边界条件和载荷以外,还需要定义加载步选项。详情参见16章。

标量位方法的加载方法与矢量位方法有很大的不同。下列为通过菜单路径定义的边界条件和加载。通过命令方式加载的详情参见16章。

通过层叠式菜单可以逐级访问所有加载选项。选菜单路径Main Menu>Solution> -Magnetic-后,ANSYS程序列出一个边界条件分类表,三个加载分类表。可用于3D标量位分析的边界条件和加载如下:

-Excitation

-Boundary-

-Flag--Other-

-

-Scalar (none)1Comp. Force -Magnetic Flux-

Poten-

On Keypoints -Infinite Surf- On Keypoints

On Nodes On Lines On Nodes

On Areas On Areas -Maxwell Surf-

Flux

Parallel

On Nodes On Lines

-Flux

Normal-

On Areas

On Areas On Nodes

On Nodes -Virtual Disp-

On Keypoints

On Nodes 1参见下面“激励”

例如,施加磁力线法向条件,选择GUI路径:

Main Menu>Solution>-Loads->Apply>-Magnetic->-Boundary-> -Flux-Normal->On Areas

在菜单中还可以看到其他可以施加的边界条件和加载,如果它们显示为灰色,则说明在3D静态磁场分析中不可用,或者该单元的KEYOPT选项没有进行相关设置。(在其他ASNSYS 磁场分析中这些灰色选项会成为有效选项,在ANSYS程序GUI过滤器进行相关设置。)

5.3.8边界条件

5.3.8.1磁标量位

用磁标量位(MAG)来说明磁力线垂直、磁力线平行、远场为零、周期性边界条件和外加磁场激励。对每种边界条件MAG的值列表如下:

边界条件MAG值

磁力线垂直说明MAG=0,用下列方式:

命令:DSYM,symm

GUI: Main Menu>Solution> -Loads-Apply> -Magnetic-Boundary > -Scalar Poten-Flux Normal-On Nodes.

磁力线平行不用说明(自然满足)。

远场用INFIN47单元或INFIN111单元。远场零MAG=0。

周期性命令:CP或CE

GUI:Main Menu>Preprocessor>Coupling/Ceqn>Constraint Eqn Main Menu>Preprocessor>Coupling/Ceqn>Couple DOFs

外场令MAG等于非零值。

5.3.9激励

通过前面提到的SOURCE36号单元定义电流激励,可用RACE定义。

5.3.10标记

5.3.10.1部件受力

ANSYS程序提供一个自动施加虚位移和Maxwell面标志的宏-FMAGBC,可以直接计算力和力矩。将需要进行力和虚位移计算的物体上的单元定义成一个部件(参见CM命令的描述),再用该宏加力标志:

命令:FMAGBC,Cname

GUI:Main Menu>Preprocessor>Loads>-Loads-Apply>-Magnetic-Flag>Comp.Force

5.3.10.2无限表面标志(INF)

不算真实意义的加载,是有限元方法计算开域问题时,加给无限元(代表物理模型最边缘的单元)的标志。

5.3.11其他加载

Maxwell面(MXWF)

磁虚位移(MVDI)

这两个载荷并不是真正意义上的载荷,与2-D静态磁场分析完全一致。

5.3.12求解

分别介绍三种标量方法的求解过程。

5.3.13用RSP法求解

5.3.13.1进入SOLUTION求解器

命令:/SOLU

GUI: Main Menu>Solution

5.3.13.2定义分析类型

命令:ANTYPE,static,new

GUI: Main Menu>Solution>New Analysis

如果是需要重启动一个分析(重启动一个未收敛的求解过程,或者施加了另外的激励),使用命令ANTYPE,STATIC,REST。如果先前分析的结果文件Jobname.EMAT, Jobname.ESAV, 和Jobname.DB还可用,就可以重启动3-D静态磁场分析。

5.3.13.3定义分析选项

你可选择下列任何一种求解器:

·Sparse solver

·Frontal solver (缺省值)

·Jacobi Conjugate Gradient (JCG) solver

·JCG out-of-memory solver

·Incomplete Cholesky Conjugate Gradient (ICCG) solver

·Preconditioned Conjugate Gradient solver (PCG)

·PCG out-of-memory solver

用下列方式选择求解器:

命令:/EQSLV

GUI:Main Menu>Solution>Analysis Options

对于3D模型,推荐使用JCG solver或PCG solver。

5.3.13.4备份

用工具条中的SAVE_DB按钮来备份数据库,如果计算机出错,可以方便的恢复需要的模型数据。恢复模型时,用下面的命令:

命令:RESUME

GUI:Utility Menu>File>Resume Jobname.db

5.3.13.5开始求解

命令:MAGSOLV(设OPT域为2)

GUI: Main Menu>Solution>-Solve-Electromagnet>-Static Analysis-Opt&Solv

关于手动执行求解,参见16章。

5.3.13.6完成求解

命令:FINISH

GUI: Main Menu>Finish

5.3.14用DSP法求解

只有当模型中有单连通铁区时才建议使用DSP方法。DSP方法中的模型建立与结果观察均与RSP方法一样,只是加载和求解的方式不同。

DSP方法需二步求解:

·在第一个载荷步中,近似认为铁区中的磁导率无限大,只对空气求解;

·在第二个载荷步中,恢复原有的材料特性,得到最终解。

按照下列步骤进行求解:

1.进入SOLUTION 求解器,如同RSP方法一样,定义分析类型,分析选项,施加载荷。

2.备份数据

命令:SAVE

GUI: Utility Menu>File>Save as Jobname.db

注意:如果在求解后或后处理时,使用BIOT选项并且使用SAVE命令,根据毕奥-萨发特定律计算的数据存储在数据库中。但如果执行了退出操作,数据会丢失。若希望退出后,保存这些数据,则在使用SAVE命令后,执行/EXIT,NOSAVE命令。也可以通过执行/EXIT,SOLU 命令退出ANSYS程序,并且存储所有求解数据,包括毕奥-萨发特计算。否则,在执行RESUME 操作后,毕奥-萨发特计算的数据会丢失。(结果中为0值)

3.定义磁场分析选项,进行两步求解:

命令:MAGSOLV(设OPT域为3)

GUI:Main Menu>Solution>-Load Step Opts-Magnetics>-Static Analy-Opt and Solv

4.完成求解

命令:FINISH

GUI: Main Menu>Finish

5.3.15用GSP法求解

如果模型中又有多连通铁区又有电流源时,GSP方法是最佳方法。与RSP方法和DSP方法不同的是,GSP方法需三步求解:

·在第一个载荷步中,只对铁区求近似解;

·在第二个载荷步中,只对空气求近似解;

·在第三个载荷步中,计算最终解。

按照下列步骤进行GSP方法求解:

1.进入SOLUTION 求解器,按照后面讲述的“检查分析结果(RSP, DSP, 或 GSP 方法分析)”,定义分析类型,分析选项,施加载荷。确认铁区中至少一个节点的标量位被定义为0

值。

2.备份数据

命令:SAVE

GUI: Utility Menu>File>Save as Jobname.db

注意:如果在求解后或后处理时,使用BIOT选项并且使用SAVE命令,根据毕奥-萨发特定律计算的数据存储在数据库中。但如果执行了退出操作,数据会丢失。若希望退出后,保存这些数据,则在使用SAVE命令后,执行/EXIT,NOSAVE命令。也可以通过执行/EXIT,SOLU 命令退出ANSYS程序,并且存储所有求解数据,包括毕奥-萨发特计算。否则,在执行RESUME 操作后,毕奥-萨发特计算的数据会丢失。(结果中为0值)

3.定义磁场分析选项,进行三步求解:

命令:MAGSOLV(设OPT域为4)

GUI:Main Menu>Solution>-Load Step Opts-Magnetics>-Static Analy-Opt and Solv

4.完成求解

命令:FINISH

GUI: Main Menu>Finish

5.3.16计算电感矩阵和磁链

使用LMATRIX宏命令可以计算线圈系统的微分电感矩阵和每个线圈中的总磁链。参见《ANSYS理论手册》

命令:LMATRIX

GUI:Main Menu>Solution>-Solve-Electromagnet>-Static Analysis-Induct Matrix 计算计算多线圈系统的微分感应矩阵和每个线圈中的总磁链需要多个处理步骤。首先应对线圈单元指定部件名,定义名义电流,然后针对一工作点进行名义求解,详见第11章“磁宏”。

5.3.17观察结果(RSP, DSP, 或 GSP 方法分析)

3-D静态磁场分析(标量位方法)的计算结果包括:

·主数据:节点磁标势(MAG)

·导出数据:

节点磁通量密度(BX,BY,BZ,BSUM)

节点磁场强度(HX,HY,HZ,HSUM)

节点磁力(FMAG: X,Y,Z分量和SUM)

节点感生磁通量(FLUX)

等等

每种单元都有其他特定的输出数据,详见《ANSYS单元手册》。

计算结果可在通用后处理器中观看:

命令:/POST1

GUI: Main Menu>General Postproc

5.3.17.1读入数据

若希望在POST1后处理器中查看结果,进行求解后的模型数据库必须存在。同时,结果文件Jobname.RMG也应该存在。方式如下:

命令:SET

GUI:Utility Menu>List>Results>Load Step Summary

如果模型不在数据库中,需用RESUME命令后再用SET命令或其等效路径读入需要的数据集。

命令:RESUME

GUI:Utility Menu>File>Resume Jobname.db

5.3.17.2磁力线

用标量位方法计算静态电磁场很难得到磁力线分布,用磁通密度矢量方式显示。

5.3.17.3矢量显示

矢量显示(不要与矢量模式混淆)可以方便地观看一些矢量(如B, H和FMAG)的大小和方向。

命令:PLVECT

GUI:Main Menu>General Postproc>Plot Results>User-Defined

Main Menu>General Postproc>Plot Results>Predefined

Utility Menu>Plot>Results>Vector Plot

对于矢量列表显示,使用下列方式:

命令:PRVECT

GUI:Main Menu>General Postproc>List Results>Vector Data

Utility Menu>List>Results>Vector Data

5.3.17.4等值线显示

等值线几乎可以显示任何结果数据(如磁通密度,磁场强度,总电流密度(JTZ))。

PLESOL

GUI:Utility Menu>Plot>Results>Contour Plot>Elem Solution

Utility Menu>Plot>Results>Contour Plot>Nodal Solution

注意:导出数据(如磁通密度和磁场强度)的等值线显示是在节点上作平均后的数据。在PowerGraphics模式(缺省值)下,可以观察考虑了材料不连续的任何位置的节点平均值

5.3.17.5带电粒子示踪

在《ANSYS基本过程指南》的“通用后处理器POST1”和“建立几何显示结果”中还详细介绍了怎样以图形的方式显示带电粒子在磁场中的轨迹。

5.3.17.6列表显示

将计算得到的数据结果列表显示:

命令:PRESOL,PRNSOL,PRRSOL

GUI: Main Menu>General Postproc>List Results>Element Solution

Main Menu>General Postproc>List Results>Nodal Solution

Main Menu>General Postproc>List Results>Reaction Solu

列表显示的数据可以是未排序的,也可用下列命令分别按节点或单元排序:

命令:ESORT,NSORT

GUI:Main Menu>General Postproc>List Results>Sort Elem

Main Menu>General Postproc>List Results>Sort Nodes

5.3.17.7电磁力

如计算前给模型加了前面所述的计算力的边界条件,则可用FMAGSUM命令将作用到部件上的Maxwell力和虚功力求和:

命令:FMAGSUM

GUI: Main Menu>General Postproc>Elec&Mag Calc>-2D and 3D-Comp.Force

· Maxwell力是对所有曾加过MXWF面标志的单元计算的磁力,先选择这样的单元,再用下列命令可看详细的Maxwell力数据:

命令:FRNSOL,fmag

GUI: Main Menu>General Postproc>List Results>Nodal Solution

只有对这些力求和才能得到合力,这需要先用ETABLE命令将Maxwell力数据读入到单元表中,然后再用SSUM命令求和:

GUI: Main Menu>General Postproc>Element Table>Define Table

命令:SSUM

GUI: Main Menu>General Postproc>Element Table>Sum of Each Item

·虚功力是对其周围的空气元加了MVDI标志的物体计算的磁力,可通过单元的NMISC记录号获得有关虚功力的详细信息:

命令:PRETAB

GUI: Main Menu>General Postproc>Element Table>List Elem Table

5.3.17.8其他感兴趣项的计算

在后处理中,从数据库获得的数据,你能计算许多其他感兴趣的项目。ANSYS提供下面的宏命令自动地执行计算:

·EMAGERR宏在电磁或静电场分析中计算相对误差

·SENERGY宏计算存储磁能

·MMF宏沿一路径计算磁动势

关于这些宏请详见本手册第11章或ANSYS命令手册。

5.4 算例----3D静态磁分析例题

5.4.1问题描述

本例计算螺线管(如图4所示)衔铁所受磁力和线圈电感,线圈为直流激励,产生力驱动衔铁。线圈电流为6安,500匝。由于对称性,只分析第一象限的1/4模型。

5.4.1.1材料性质

空气相对磁导系数为1.0

磁极和衔铁B-H曲线数据如下(工作范围B≥0.7T):

B(T)H(A/m)B(T)H(A/m)

0.70 355 1.75 7650

0.80 405 1.80 10100

0.90 470 1.85 13000

1.00 555 1.90 15900

1.10 673 1.95 21100

1.20 836

2.00 26300

1.30 1065

2.05 32900

1.35 1220

2.10 42700

1.40 1420

2.15 61700

1.45 1720

2.20 84300

1.50 2130

2.25 110000

1.55 2670

2.30 135000

1.60 3480

2.41 200000

1.65 4500

2.69 400000

1.70 5950 3.22 800000

5.4.1.2方法与假定

本分析使用智能网格划分(LVL=8),实际工程应用中采用更细网格(LVL=6)。设定全部面为通量平行,这是自然边界条件,自动得到满足。为避免出现病态矩阵,要把其中一个节点施加约束,即Mag=0。

5.4.1.3希望的计算结果虚功力(z方向) = -11.928 N

Maxwell力(z方向) = -11.214 N

电感= 0.012113 h

计算结果要乘以4,因为是采用的1/4对称模型。X,Y方向的力不作计算。

关于本例题的详细描述,参见Gyimesi, M. and Ostergaard, D., "Non-Conforming Hexahedral Edge Elements for Magnetic Analysis," IEEE Transactions on Magnetics, Vol. 34, No. 5 (1998).

5.4.2 GUI实现

步骤 1: 开始分析

1.激活ANSYS程序.

2.选择Run Interactive Now.

3.当GUI界面出现后,选择Utility Menu> File>Change Title.

4.输入标题“3-D Static Force Problem - Tetrahedral”

5.点击OK.

6.选择Main Menu>Preferences. GUI参数选择对话框出现。选择Electromagnetic: Magnetic-Nodal. 点击OK.

步骤2: 定义分析参数

1.选菜单路径Utility Menu>Parameters>Scalar Parameters.

2.输入下列参数值.(输入完毕敲击ENTER)

n = 500 (线圈匝数)

i = 6 (每匝电流)

3.点击Close

步骤 3: 定义单元类型

1.选择Main Menu>Preprocessor>Element Type>Add/Edit/Delete.

2.点击Add.

3.在滚动栏, 点击Magnetic Scalar和Scalar Brick 96 (SOLID96).

4.点击OK.

5.点击Close

步骤 4: 定义空气和钢的材料属性

1.选择Main Menu>Preprocessor>Material Props>Material Models.

2.在材料窗口,依次双击以下选项: Electromagnetics, Relative Permeability,

综合指标分析

五、综合指标分析 所谓综合指标分析就是将运营能力、偿债能力、获利能力和发展能力指标等诸方面纳入一个有机的整体之中,全面地对企业经营状况、财务状况进行揭示与披露,从而对企业经济效益的优劣作出准确的评价与判断。 (一)综合指标分析的特点 P392 1.指标要素齐全适当 2.主辅指标功能匹配 3.满足多方信息需要 (二)综合指标分析方法 1.杜邦财务分析体系 (1)指标分解(参见教材394页的图12-1) 净资产收益率=净利润/平均所有者权益 =总资产净利率×权益乘数 总资产净利率=净利润/平均总资产=营业净利率×总资产周转率 (2)杜邦财务分析体系的核心公式:

净资产收益率=营业净利率×总资产周转率×权益乘数 其中:营业净利率=净利润÷营业收入 总资产周转率=营业收入÷平均资产总额 权益乘数=平均资产总额÷平均所有者权益总额=1÷(1-资产负债率)=1+产权比率 从权益乘数计算公式可以看出,负债比率越高,权益乘数越高,即负债比率与权益乘数同方向变动。 (3)指标之间的关系 净资产收益率是一个综合性最强的财务指标,是杜邦体系的核心。净资产收益率的高低取决于营业净利率、总资产周转率和权益乘数。 营业净利率反映了企业净利润与营业收入的关系。提高营业净利率是提高企业盈利的关键,主要有两个途径:一是扩大营业收入,二是降低成本费用。 总资产周转率揭示企业资产总额实现营业收入的综合能力。企业应当联系营业收入分析企业资产的使用是否合理,资产总额中流动资产和非流动资产的结构安排是否适当。此外,还必须对资产的内部结构以及影响资产周转率的各具体因素进行分析。 权益乘数反映所有者权益与总资产的关系。权益乘数越大,说明企业负债程度越高,能给企业带来较大的财务杠杆利益,但同时也带来了较大的偿债风险。因此,企业既要合理使用全部资产,又要妥善安排资本结构。

静态代码分析

静态代码分析 一、什么是静态代码分析 静态代码分析是指无需运行被测代码,仅通过分析或检查源程序的语法、结构、过程、接口等来检查程序的正确性,找出代码隐藏的错误和缺陷,如参数不匹配,有歧义的嵌套语句,错误的递归,非法计算,可能出现的空指针引用等等。 在软件开发过程中,静态代码分析往往先于动态测试之前进行,同时也可以作为制定动态测试用例的参考。统计证明,在整个软件开发生命周期中,30% 至70% 的代码逻辑设计和编码缺陷是可以通过静态代码分析来发现和修复的。但是,由于静态代码分析往往要求大量的时间消耗和相关知识的积累,因此对于软件开发团队来说,使用静态代码分析工具自动化执行代码检查和分析,能够极大地提高软件可靠性并节省软件开发和测试成本。 静态代码分析工具的优势 1. 帮助程序开发人员自动执行静态代码分析,快速定位代码隐藏错误和缺陷。 2. 帮助代码设计人员更专注于分析和解决代码设计缺陷。 3. 显著减少在代码逐行检查上花费的时间,提高软件可靠性并节省软件开发和测试成本。 二、主流Java静态分析工具 Findbugs、checkstyle和PMD都可以作为插件插入eclipse,当然也有单独的工具可以实现他们的功能,比如Findbugs Tool就可以不必插入eclipse就可以使用。 三者的功能如下表: 工具目的检查项 FindBugs 检查.class 基于Bug Patterns概念,查 找javabytecode(.class文件) 中的潜在bug 主要检查bytecode中的bug patterns,如NullPoint空指 针检查、没有合理关闭资源、字符串相同判断错(==, 而不是equals)等 PMD 检查源文件检查Java源文件中的潜在问 题 主要包括: 空try/catch/finally/switch语句块 未使用的局部变量、参数和private方法 空if/while语句 过于复杂的表达式,如不必要的if语句等 复杂类

层次分析法模型

二、模型的假设 1、假设我们所统计和分析的数据,都是客观真实的; 2、在考虑影响毕业生就业的因素时,假设我们所选取的样本为简单随机抽样,具有典型性和普遍性,基本上能够集中反映毕业生就业实际情况; 3、在数据计算过程中,假设误差在合理范围之内,对数据结果的影响可以忽略. 三、符号说明

四、模型的分析与建立 1、问题背景的理解 随着我国改革开放的不断深入,经济转轨加速,社会转型加剧,受高校毕业生总量的增加,劳动用工管理与社会保障制度,劳动力市场的不尽完善,以及高校的毕业生部分择业期望过高等因素的影响,如今的毕业生就业形势较为严峻.为了更好地解决广大学生就业中的问题,就需要客观地、全面地分析和评价毕业生就业的若干主要因素,并将它们从主到次依秩排序. 针对不同专业的毕业生评价其就业情况,并给出某一专业的毕业生具体的就业策略. 2、方法模型的建立 (1)层次分析法 层次分析法介绍:层次分析法是一种定性与定量相结合的、系统化、层次化的分析方法,它用来帮助我们处理决策问题.特别是考虑的因素较多的决策问题,而且各个因素的重要性、影响力、或者优先程度难以量化的时候,层次分析法为我们提供了一种科学的决策方法. 通过相互比较确定各准则对于目标的权重,及各方案对于每一准则的权重.这些权重在人的思维过程中通常是定性的,而在层次分析法中则要给出得到权重的定量方法. 我们现在主要对各个因素分配合理的权重,而权重的计算一般用美国运筹学

家T.L.Saaty 教授提出的AHP 法. (2)具体计算权重的AHP 法 AHP 法是将各要素配对比较,根据各要素的相对重要程度进行判断,再根据计算成对比较矩阵的特征值获得权重向量k W . Step1. 构造成对比较矩阵 假设比较某一层k 个因素12,,,k C C C 对上一层因素ο的影响,每次两个因素i C 和j C ,用ij C 表示i C 和j C 对ο的影响之比,全部比较结果构成成对比较矩阵C ,也叫正互反矩阵. *()k k ij C C =, 0ij C >,1 ij ji C C =, 1ii C =. 若正互反矩阵C 元素成立等式:* ij jk ik C C C = ,则称C 一致性矩阵. 标度ij C 含义 1 i C 与j C 的影响相同 3 i C 比j C 的影响稍强 5 i C 比j C 的影响强 7 i C 比j C 的影响明显地强 9 i C 比j C 的影响绝对地强 2,4,6,8 i C 与j C 的影响之比在上述两个相邻等级之间 11 ,,29 i C 与j C 影响之比为上面ij a 的互反数 Step2. 计算该矩阵的权重 通过解正互反矩阵的特征值,可求得相应的特征向量,经归一化后即为权重向量 12 = [ , ,..., ]T k k k kk Q q q q ,其中的ik q 就是i C 对ο的相对权重.由特征方程 A-I=0λ,利用Mathematica 软件包可以求出最大的特征值 max λ 和相应的特征向 量. Step3. 一致性检验 1)为了度量判断的可靠程度,可计算此时的一致性度量指标CI :

ANSYS电磁场分析指南 第六章 3-D静态磁场分析(棱边元方法

第六章3-D静态磁场分析(棱边单元方法) 6.1何时使用棱边元方法 在理论上,当存在非均匀介质时,用基于节点的连续矢量位A来进行有限元计算会产生不精确的解,这种理论上的缺陷可通过使用棱边元方法予以消除。这种方法不但适用于静态分析,还适用于谐波和瞬态磁场分析。在大多数实际3-D 分析中,推荐使用这种方法。在棱边元方法中,电流源是整个网格的一个部分,虽然建模比较困难,但对导体的形状没有控制,更少约束。另外也正因为对电流源也要划分网格,所以可以计算焦耳热和洛伦兹力。 用棱边元方法分析的典型使用情况有: ·电机 ·变压器 ·感应加热 ·螺线管电磁铁 ·强场磁体 ·非破坏性试验 ·磁搅动 ·电解装置 ·粒子加速器 ·医疗和地球物理仪器 《ANSYS理论手册》不同章节中讨论了棱边单元的公式。这些章节包括棱边分析方法的概述、矩阵列式的讨论、棱边方法型函数的信息。 对于ANSYS的SOLID117棱边单元,自由度是矢量位A沿单元边切向分量的积分。物理解释为:沿闭合环路对边自由度(通量)求和,得到通过封闭环路的磁通量。正的通量值表示单元边矢量是由较低节点号指向较高节点号(由单元边连接)。磁通量方向由封闭环路的方向根据右手法则来判定。 在ANSYS中,AZ表示边通量自由度,它在MKS单位制中的单位是韦伯(Volt·Secs),SOLID117是20节点六面体单元,它的12个边节点(每条边

的中间节点)上持有边通量自由度AZ。单元边矢量是由较低节点号指向较高节点号。在动态问题中,8个角节点上持有时间积分电势自由度VOLT。 ANSYS程序可用棱边元方法分析3-D静态、谐波和瞬态磁场问题。(实体模型与其它分析类型一样,只是边界条件不同),具体参见第7章,第8章。 6.2单元边方法中用到的单元 表 1三维实体单元 6.3物理模型区域的特性与设置 对于包括空气、铁、永磁体、源电流的静态磁场分析模型,可以通过设置不同区域不同材料特性来完成。参见下表,详情在后面部分叙述。

财务报表综合指标分析方法的研究

《财务报表分析》课程考查论文 财务报表综合指标分析方法的研究 作者 系(院) 专业 年级 学号 主讲教师 日期 成绩

财务报表综合指标分析方法的研究 摘要:财务报表综合指标分析方法主要有杜邦财务分析体系和沃尔比重评分法。杜邦财务分析体系是利用各财务指标间的内在关系,对企业综合经营理财及经济效益进行系统分析评价的方法。沃尔比重评分法是指将选定的财务比率用线性关系结合起来,并分别给定各自的分数比重,然后通过与标准比率进行比较,确定各项指标的得分及总体指标的累计分数,从而对企业的信用水平作出评价的方法。本文分别对两种分析方法首先进行了概述;然后指出它们的贡献及局限性;最后提出改进建议。 关键词:杜邦分析法;沃尔评分法;概念;局限性;改进 一、财务报表综合指标分析 财务报表综合指标分析,就是将运营能力、偿债能力、获利能力和发展能力指标等诸方面纳入一个有机的整体之中,全面地对企业经营状况、财务状况进行解剖与分析。综合指标分析的特点体现在其财务指标体系的要求上。 综合财务指标体系的建立应当具备三个基本素质: (1)指标要素齐全适当; (2)主辅指标功能匹配; (3)满足多方信息需要。 为了准确对企业的财务状况作出评价、为经营决策提供建议,综合指标分析方法主要有杜邦财务分析体系和沃尔比重评分法。 二、杜邦分析法

(一)杜邦分析法概述 杜邦分析法是利用几种主要的财务比率之间的关系来综合地分析企业的财务状况。具体来说,它是一种用来评价公司赢利能力和股东权益回报水平,从财务角度评价企业绩效的一种经典方法。其基本思想是将企业净资产收益率逐级分解为多项财务比率乘积,这样有助于深入分析比较企业经营业绩。由于这种分析方法最早由美国杜邦公司使用,故名杜邦分析法。 杜邦模型最显著的特点是将若干个用以评价企业经营效率和财务状况的比率按其内在联系有机地结合起来,形成一个完整的指标体系,并最终通过权益收益率来综合反映。采用这一方法,可使财务比率分析的层次更清晰、条理更突出,为报表分析者全面仔细地了解企业的经营和盈利状况提供方便。杜邦分析法有助于企业管理层更加清晰地看到权益资本收益率的决定因素,以及销售净利润率与总资产周转率、债务比率之间的相互关联关系,给管理层提供了一X明晰的考察公司资产管理效率和是否最大化股东投资回报的路线图。 (二)杜邦分析法的基本思路 1、权益净利率,也称权益报酬率,是一个综合性最强的财务分析指标,是杜邦分析系统的核心。 2、资产净利率是影响权益净利率的最重要的指标,具有很强的综合性,而资产净利率又取决于销售净利率和总资产周转率的高低。总资产周转率是反映总资产的周转速度。对资产周转率的分析,需要对影响资产周转的各因素进行分析,以判明影响公司资产周转的主要问题在哪里。销售净利率反映销售收入的收益水平。扩大销售收入,降低成本费用是提高企业销售利润率的根本途径,而扩大销售,同时也是提高资产周转率的必要条件和途径。

几种常见磁场教学案例

第三节几种常见的磁场 教学目标 知识与技能 .知道什么叫磁感线。 .知道几种常见的磁场(条形、蹄形,直线电流、环形电流、通电螺线管)及磁感线分布的情况 .会用安培定则判断直线电流、环形电流和通电螺线管的磁场方向。 .知道安培分子电流假说,并能解释有关现象 .理解匀强磁场的概念,明确两种情形的匀强磁场 .理解磁通量的概念并能进行有关计算 重点与难点 .会用安培定则判定直线电流、环形电流及通电螺线管的磁场方向. .正确理解磁通量的概念并能进行有关计算 (一)复习引入 要点:磁感应强度的大小和方向。 、电场可以用电场线形象地描述,磁场可以用什么来描述呢? 类比电场线可以很好地描述电场强度的大小和方向,同样,也可以用磁感线来描述磁感应强度的大小和方向 (二)新课讲解 .磁感线 ()磁感线的定义 )特点: ①引入磁感线的目的:②磁感线是闭合曲线,其方向 ③任意两条磁感线不相交。④可以表示磁场的方向。 ⑤可以表示磁感应强度的大小。 演示:用铁屑模拟磁感线的形状,加深对磁感线的认识。同时与电场线加以类比。 注意:①磁场中并没有磁感线客观存在,而是人们为了研究问题的方便而假想的。 ②区别电场线和磁感线的不同之处:电场线是不闭合的,而磁感线则是闭合曲线。 .几种常见的磁场 、几种常见的磁场: )条形磁铁和蹄形磁铁的磁场磁感线:

)直线电流的磁场的磁感线:安培定则)环形电流的磁场的磁感线:安培定则 )通电螺线管的磁场的磁感线 、磁感线的特点 ①用铁屑模拟磁感线的演示实验,使学生直观地明确条形磁铁、蹄形磁铁、通电直导线、通电环形电流、通电螺线管以及地磁场(简化为一个大的条形磁铁)各自的磁感线的分布情况(磁感线的走向及疏密分布)。 ②展示:条形磁铁(图)、蹄形磁铁(图)、通电直导线(图)、通电环形电流(图)、通电螺线管以及地磁场(简化为一个大的条形磁铁) (图)、※辐向磁场(图)。 I

数学建模之层次分析法

第四讲层次分析法 在现实世界中,往往会遇到决策的问题,比如如何选择旅游景点的问题,选择升学志愿的问题等等。在决策者作出最后的决定以前,他必须考虑很多方面的因素或者判断准则,最终通过这些准则作出选择。 比如选择一个旅游景点时,你可以从宁波、普陀山、浙西大峡谷、雁荡山和楠溪江中选择一个作为自己的旅游目的地,在进行选择时,你所考虑的因素有旅游的费用、旅游地的景色、景点的居住条件和饮食状况以及交通状况等等。这些因素是相互制约、相互影响的。我们将这样的复杂系统称为一个决策系统。这些决策系统中很多因素之间的比较往往无法用定量的方式描述,此时需要将半定性、半定量的问题转化为定量计算问题。层次分析法是解决这类问题的行之有效的方法。层次分析法将复杂的决策系统层次化,通过逐层比较各种关联因素的重要性来为分析、决策提供定量的依据。 一、建立系统的递阶层次结构 首先要把问题条理化、层次化,构造出一个有层次的结构模型。一个决策系统大体可以分成三个层次: (1) 最高层(目标层):这一层次中只有一个元素,一般它是分析问题的预定目标或理想结果; (2) 中间层(准则层):这一层次中包含了为实现目标所涉及的中间环节,它可以由若干个层次组成,包括所需考虑的准则、子准则; (3) 最低层(方案层):这一层次包括了为实现目标可供选择的各种措施、决策方案等。 比如旅游景点问题,我们可以得到下面的决策系统: 目标层——选择一个旅游景点 准则层——旅游费用、景色、居住、饮食、交通 方案层——宁波、普陀山、浙西大峡谷、雁荡山、楠溪江 二、构造成对比较判断矩阵和正互反矩阵 在确定了比较准则以及备选的方案后,需要比较若干个因素对同一目标的影响,从额确定它们在目标中占的比重。如旅游问题中,五个准则对于不同决策者在进行决策是肯定会有不同的重要程度,而不同的方案在相同的准则上也有不同的适合程度表现。层次结构反映了因素之间的关系,但准则层中的各准则在目标衡量中所占的比重并不一定相同,在决策者的

模块四-1 综合指标分析法 教材习题

模块四-1 综合指标分析法 一、单选题 1.总量指标数值大小() A.随总体范围扩大而增大B.随总体范围扩大而减小C.随总体范围缩小而增大D.与总体范围大小无关 2.直接反映总体规模大小的指标() A.平均指标B.相对指标C.总量指标D.变异指标 3.总量指标按其反映的时间状况不同可分为() A.数量指标和质量指标B.实物指标和价值指标C.总体单位总量和总体标志总量D.时期指标和时点指标 4.不同时点的指标数值() A.可以相加B.不能相加C.可加或可减D.以上都不对 5.下面统计指标中,属于总量指标的是() A.产品废品率B.劳动生产率C.工人人数D.平均工资 6.某厂1992年的商品销售额为750万元,年末商品库存额为60万元,这两个总量()A.都是时期指标B.前者为时期指标,后者为时点指标C.都是时点指标D.前者为时点指标,后者为时点指标 7.计算结构相对指标时,总体各部分数值与总体数值对比求得得比重之和() A.小于100%B.大于100%C.等于100%D.大于或小于100% 8.某企业计划规定某产品单位成本降低3%,实际降低了5%,则成本计划完成程度为()A.101.9%B.157%C.60%D.97.9% 9.下列相对数中,属于不同时期对比的指数有() A.结构相对数B.动态相对数C.比较相对数D.强度相对数 10.总量指标是用()表示的 A.绝对数形式B.相对数形式C.比较相对数D.强度相对数 11.权数对算术平均数额影响作用,实质上取决于() A.各组单位数占总体单位数比重的大小 B.各组标志值占总体标志总量比重的大小 C.标志值本身的大小 D.标志数量的多少 12.分配数列中。当标志值较小,而权数较大时,计算出来的算术平均数() A.接近于标志值大的一方 B.接近于标志值小的一方 C.接近于大小合适的标志值 D.不受权数影响 13.2003年某地区下岗职工已安置了13.7万人,安置率达80.6%,安置率是()A.总量指标B.变异指标C.平均指标D.相对指标 14.下面各项中属于平均指标的是() A.某县粮食作物所占耕地的平均每亩粮食产量 B.某县平均每人占有的粮食产量 C.某县平均每人医院服务患者的人数 D.某县平均每户拥有的电视机数 15.要比较平均水平不同的两个总体、平均数的代表性高低。需用()

静态分析比较静态分析和动态分析

静态分析、比较静态分析和动态分析 经济模型可以被区分为静态模型和动态模型。从分析方法上讲,与静态模型相联系的有静态分析方法和比较静态分析方法,与动态模型相联系的是动态分析方法。 1.静态分析与静态经济学 静态分析法分析经济现象达到均衡时的状态和均衡条件,而不考虑经济现象达到均衡状态的过程。应用静态分析方法的经济学称为静态经济学。 2.比较静态分析 比较静态分析法考察经济现象在初始均衡状态下,因经济变量发生变化以后达到新的均衡状态时的状况。考察的重点是两种均衡状况的比较,而不是达到新均衡的过程。 3.动态分析与动态经济学 动态分析:在假定生产技术、要素禀赋、消费者偏她等因素随时间发生变化的情况下,考察经济活动的发展变化过程。应用动态分析方法的经济学称为动态经济学。 大致说来,在静态模型中,变量所属的时间被抽象掉了,全部变量没有时间先后的差别。因此,在静态分析和比较静态分析中,变量的调整时间被假设为零。例如,在前面的均衡价格决定模型中,所有的外生变量和内生变量都属于同一个时期,或者说,都适用于任何时期。而且,在分析由外生变量变化所引起的内生变量的变化过程中,也假定这种变量的调整时间为零。而在动态模型中,则需要区分变量在时间上的先后差别,研究不同时点上的变量之间的相互关系。根据这种动态模型作出的分析是动态分析。蛛网模型将提供一个动态模型的例子。 由于西方经济学的研究目的往往在于寻找均衡状态,所以,也可以从研究均衡状态的角度来区别和理解静态分析、比较静态分析和动态分析这三种分析方法。所谓静态分析,它是考察在既定的条件下某—经济事物在经济变量的相互作用下所实现的均衡状态。所谓比较静态分析,它是考察当原有的条件或外生变量发生变化时,原有的均衡状态会发生什么变化,并分析比较新旧均衡状态。所谓动态分析,是在引进时间变化序列的基础上,研究不同时点上的变量的相互作用在均衡状态的形成和变化过程中所起的作用,考察在时间变化过程中的均衡状态的实际变化过程。

层次分析法模型

二、模型的假设 1、假设我们所统计与分析的数据,都就是客观真实的; 2、在考虑影响毕业生就业的因素时,假设我们所选取的样本为简单随机抽样,具有典型性与普遍性,基本上能够集中反映毕业生就业实际情况; 3、在数据计算过程中,假设误差在合理范围之内,对数据结果的影响可以忽略、 三、符号说明

四、模型的分析与建立 1、问题背景的理解 随着我国改革开放的不断深入,经济转轨加速,社会转型加剧,受高校毕业生总量的增加,劳动用工管理与社会保障制度,劳动力市场的不尽完善,以及高校的毕业生部分择业期望过高等因素的影响,如今的毕业生就业形势较为严峻、为了更好地解决广大学生就业中的问题,就需要客观地、全面地分析与评价毕业生就业的若干主要因素,并将它们从主到次依秩排序、 针对不同专业的毕业生评价其就业情况,并给出某一专业的毕业生具体的就业策略、 2、方法模型的建立 (1)层次分析法 层次分析法介绍:层次分析法就是一种定性与定量相结合的、系统化、层次化的分析方法,它用来帮助我们处理决策问题、特别就是考虑的因素较多的决策问题,而且各个因素的重要性、影响力、或者优先程度难以量化的时候,层次分析法为我们提供了一种科学的决策方法、 通过相互比较确定各准则对于目标的权重,及各方案对于每一准则的权重、这些权重在人的思维过程中通常就是定性的,而在层次分析法中则要给出得到权重的定量方法、 我们现在主要对各个因素分配合理的权重,而权重的计算一般用美国运筹学家T、L、Saaty教授提出的AHP法、 (2)具体计算权重的AHP 法 AHP法就是将各要素配对比较,根据各要素的相对重要程度进行判断,再根据 W、 计算成对比较矩阵的特征值获得权重向量 k

评价指标体系构建原则及综合评价方法

评价指标体系构建原则及综合评价方法设置评价指标体系时一般要遵循以下原则: (1)区域性原则 衡量一个研究对象的运行情况,要从特定的区域出发因地制宜、发挥优势,评价指标要具有针对性。 (2)动态性原则 研究对象是一个动态的过程,指标的选取不仅要能够静态的反映考核对象的发展现状,还要动态的考察其发展潜力。选取的指标要能够具有动态性,可以衡量同一指标在不同时段的变动情况,并且要求所选指标在较长的时间具有实际意义。 (3)可量化原则 数据的真实性和可靠性是进行监测的前提条件和重要保障,需要大量的统计数据作为支持。选取的指标应该具有可量化的特点,在保证指标有较高反映考核对象的前提下,能够直接查到或者通过计算间接得到指标数据,以保证评价的可操作性,同时数据来源要具有权威性,这样能保证正确评估研究对象。(4)层次性原则 一级指标同时分别设立多个具体的子指标。在众多指标中,把联系密切的指标归为一类,构成指标群,形成不同的指标层,有利于全面清晰的反映研究对象。 综合评价方法的选取: 随着计算机技术飞速发展和普遍应用,用于定量评价多指标问题的多指标综合评价法被广泛应用到经济、生活的各个方面,特别是SAS、SPSS等统计软

件的使用更加提高综合评价法的实用性。目前用于分析多指标体系的综合评价方法主要有模糊综合评价法、灰色综合评价法、数据包络分析法(DEA 法)、层次分析法、主成分分析法以及因子分析法以等多种方法,不同方法的评价结果都是依据指数或分值对参评对象的综合状况进行排序评价。 在综合评价过程中,指标权重的确定十分重要。对指标赋值主要有主观赋值和客观赋值,也有将主观、客观赋值法结合起来的。对于指标数量比较大时,采用传统的主观赋值法确定指标的权重则难以全面把握众多指标,依赖主观判断会增大或降低一些指标的重要程度,导致实证的结果难以反映客观实际情况。客观赋值法如主成分分析法、变异系数法、熵值法等,权重的确定是根据各项指标的变异程度或者各指标之间的相互关系。具体采用哪一种方法需要根据所构建指标体系的特点以及实证的目的来确定。 综合评价方法的选取要依据研究对象的特点而定,采用客观赋权法的主成分分析能避免主观因素的影响,且提取主成分也能减少工作量。以下对常用的层次分析和主成分分析两种综合评价方法做简单介绍。 (1)层次分析法 层次分析法(The Analytic Hierarchy Process )简记AHP ,是美国运筹学家等人提出的一种定量和定性分析相结合的多准则决策方法,广泛应用于分析复杂的社会、经济以及科学管理领域的问题。其基本原理是通过构造层次分析结构,排列组合得出优劣次序来为决策者提供依据。具体步骤如下:首先构建包括目标层、准则层和指标层三个层次的层次分析结构模型,反映系统各因素之间的关系。其次是构造判断矩阵,将各层因素进行两两比较,对于各因素之间重要性的比较可以通过专家咨询法,判别主要依据常用的1-9标度法。然后对1.0<=RI CI CR

ANSYS有限元分析二维静态磁场仿真

一周总结报告 一、ANSYS学习 1.学习情况 目前正在边看书籍边操作ANSYS系统,已经了解了ANSYS的基本操作系统以及ANSYS 分析过程的三大步骤,大体上知道了它的整个工作流程。目前正在深入仔细学习每一部分的详细步骤。现在已经学习了ANSYS有限元分析典型步骤、实体建模、网格划分、创建有限元模型,正在学习加载和求解这一部分。 2.理论知识 (1)网格划分与创建有限元模型 ①设置单元属性,包括: a.选择单元类型,如常用的有PLANE13,PLANE53,INFIN110;在Element Type中设 置; b.设置单元实常数,如线圈横截面积、匝数、导体填充率等; c.设置材料属性,如泊松比、材料密等; d.设置单元坐标系统。 ②通过网格划分工具设置网格划分属性包括: a.单元属性分配设置,作用是在网格划分之前为模型(包括实体和有限元模型)分配单元属性; b.智能划分水平控制; c.单元尺寸控制,单元尺寸的意思是单元边的长度。 ③实体模型的划分 ANSYS有两种方式对实体模型进行网格划分。 映射网格划分方法:最大特点就是必须使用形状规则的单元划分,对于面对象必须使用三角形单元或四边形单元,对于体对象只能使用六面体单元。故划分对象必须形状规则。不是任何形状的对象都能用映射网格划分。 (2)加载和求解 有限元分析的主要目的在于得到系统在特定激励源和边界条件下的响应。这些激励以及边界条件统称为载荷。所以载荷包括边界条件和激励。磁场分析中常见的载荷有磁势、磁通量边界条件等。 载荷分为六大类:自由度约束、集中力载荷、面载荷、体载荷、惯性载荷以及耦合场载荷。关于载荷步、子步和平衡迭代,通过阅读理论知识自己的理解的总结是:一个实际加载过程需要多次施加不同的载荷才能满足要求,每一步就称为一个载荷步。一个载荷步可以通过多个子步来逐渐施加。平衡迭代用于考虑收敛的非线性分析。 3.仿真结果 目前按照教程的步骤将ANSYS从建立模型到加载求解再到查看后处理器的整个分析过程大体操作了一遍,目的就是先通过简单模型熟练ANSYS的整体操作。最终的分析结果如图所示。 4.下周计划 (1)学习ANSYS通用后处理器以及时间历程后处理器; (2)目前只是跟着书上的步骤可以进行操作,还得进一步熟练; (3)目前主要是用GUI方式进行,下一步要更加熟练使用命令流的操作方式。

第五章-综合指标分析

第五章综合指标分析 一、单项选择题 1. 总量指标又称为() A. 相对数指标 B. 平均数指标 C. 绝对数指标 D. 中位数指标 2. 总量指标是认识现象总体数量特征的() A. 派生指标 B. 基础指标 C. 分析指标 D. 平均指标 3. 下列各项中属于总量指标的是() A. 工资总额 B. 平均工资 C. 人口密度 D. 性别比例 4. 实物指标表明现象总体的() A. 价值总量 B. 劳动总量 C.货币总量 D. 使用价值总量 5. 表示相对指标是用() A. 绝对数 B. 相对数 C. 平均数 D. 序时平均数 6. 反映总体的各组成部分与总体的数量关系的综合指标是() A. 结构相对指标 B. 比较相对指标 C. 时点指标 D. 时期指标 7. 每百户居民拥有电话机数量是() A.总量指标 B. 平均指标 C. 强度相对指标 D. 比例相对指标 8. 职工工资总额预定比去年提高12%,实际提高14%,其计划完成程度为()。 A.112% B.114% C. 117% D. 102% 9. 加权算术平均数中的f是() A. 总和量 B.标志总量 C. 权数 D. 标志值 10. 动态相对指标计算公式中的分子所代表的时期称为() A. 基期 B. 报告期 C. 标准时间 D. 计划期 11. 中位数的标志值是总体中() A. 出现次数最多的 B. 处于数列中点位置的 C. 调和平均数 D. 任一位置的 12. 平均差和标准差是() A. 平均指标 B. 统计绝对数 C. 统计相对数 D. 标志变异指标 13. 各所有变量值都减去常数A,那么算术平均数也() A. 增加常数A B. 不变 C. 减少带数A D. 减去 14. 任意变量取值是无限的,如人的身高、体重和企业产量等,这类变量称为() A. 任意型变量 B.连续型变量 C. 离散型变量 D. 整体型变量 15.某单位职工的平均年龄为32岁,这是对()的平均。 A.变量 B. 变量值 C. 数量标志 D. 数量指标 二、多项选择题

LDRATestbed静态分析操作步骤

使用LDRA Testbed对代码进行静态分析 静态分析的主要操作: ①分析对象选择 ②分析前的设置 ③分析项的选择与分析过程 ④分析结果的查看 详细操作如下: 一、分析对象的选择,即如何选择你的分析对象(被分析的文件); 有两种方式:单个文件分析和以集(set)的形式分析,以集的形式分析可每次分析多个文件 1.单个文件分析选择 打开程序LDRA Testbed,点击Testbed的菜单File select file 通过文件浏览窗口打开文件要分析的文件,如C:\LDRA_Workarea\Examples\C_testbed_examples\Testrian\Testrian.c 。 点击select之后,可以在工具快捷按钮栏的下方看见目前选择的文件

2.以集(set)的形式分析选择 ①创建集合(set),设置集合属性 打开程序LDRA Testbed,点击Testbed的菜单Set Select/Create/Delete Sets 弹出set创建窗口 在图中上部的Select/Create Sets区域写入set的名字,然后点击下部的Create按钮创建set,此时会弹出set的属性设置对话框,有两种属性可以设置”Group”和”System;” 此两种属性的区别: Group 只是把set中的多个文件孤立的分析,不会分析文件间代码的相互关系,可作为批量分析使用。 System把set中的多个文件作为一个工程来分析,能够分析文件间的代码的关联,一般

都会采用此种属性。 Set创建之后可在窗口中确认如下: 其中demo为set的名字,system为set的属性,(0 files)代表set中目前没有文件 ②向集合中添加文件 点击Testbed的菜单Set→List/Add/Remove Files in Sets 弹出添加文件窗口 点击图中的Add按钮,通过文件浏览窗口可添加多个文件到set中。 二、分析前的设置 在分析前需要对工具进行简单的设置,主要包括用户头文件的设置和编码规则集的设置。 1.基本的静态设置,包含头文件和编译宏设置。 点击Testbed菜单configure→static option,弹出static analysis optin对话框, 在选项卡Include files中的内容是对头文件的设置,可关注的设置有, “Analysis Include files” 区域设定头文件的展开方式(即分不分析头文件),建议选择第二种 Analysis the first instance of each found include “Interactive include file analysis” 区域设定代码中出现头文件包含语句时,工具与用户的 交互方式,建议选择第三种Display dialog only when include file not found “Include Search Directories” 区域设置用户头文件的查找目录和系统头文件的处理方式

六相永磁同步电动机磁场定向控制实例

六相永磁同步电动机磁场定向控制方案实例: 本文在分析了六相永磁同步电动机(PMSM)的数学模型的基础上,建立了六相PMSM 矢量控制系统的仿真模型。同时,利用数字信号处理器TMS320LF2407的强大资源来实现矢量控制算法。最后,仿真分析和实验结果相符合,而且使得系统能够获得很好的性能。 在满足一定的假设条件下,我们建立p 对极N 相正弦波永磁同步电动机在abc 坐标下和dq 坐标下的状态数学模型: fs ss sr s s f r rs rr r r L L i L L i ψψψψ????????=+????????????????,s s s r r u i p R u i ψψr ?????=+? ???????????? 式中 () kd kq R diag r r r r r =" 定转子绕组之间的互感矩阵 rs L ? 232 3kd1 kd kd kdn rs sr kq1 kq kq kqn L L L L L L L L L L ?? ==? ??? "" 转子绕组的电感系数矩阵 rr L ? 00 kd rr kq L L L ??=? ??? ss L -定子绕组电感系数矩阵 fs ψ-永磁体产生的磁通链过定子绕组的磁链 rs ψ-永磁体产生的磁通链过定子绕组的磁链 -定子绕组,直轴阻尼绕组和交轴阻尼绕组 ,,kd kq r r r p -对时间的求导算子d p dt = dq系统的磁链方程 假设气隙磁场按正弦分布,忽略磁场的高次谐波分量,通过合适的变换矩阵

得到: 220 00 00 skd d kd kd d d fsd dq q q skq q kq kq pL L r pL i i pL L r pL ψψψψ?? ? ??+?????? ? ?==+??? ?????????????? +??? ? fsd ψ-定子相绕组轴线与直轴一致时,永磁体产生的基波磁通链过该相绕组的磁链 fr d ψ-永磁体产生的基波磁通链过转子绕组的直轴磁链 建立了p 对极N 相正弦波永磁同步电动机的数学模型后,有助于我们从控制的角度出发对其进行分析,进而实现各种先进的控制策略,只是基本而重要的步骤。 为建立六相PMSM的dq轴数学模型,假设: (1) 电机定子绕组产生的磁动势波和磁场在空间上都按正弦分布; (2) 忽略电机铁心剩磁,磁路线性; (3) 不计定子表面齿、槽的影响。 在上述前提下,由图1所示的变换可得到dq 坐标系下六相PMSM 的磁链方程、电压方程和电磁转矩方程分别为: d d d s q s q q q s d 00 u i R p u i R ψψωψψ??????????=++?????????????????? ? ?? (1) d d d f q q q 000L i L i ψψψ???????? =+?????????? ?????? (2) em p f q d q d q ())T n i L L i i =+? (3) em l ?d T T R J dt Ω ??Ω= (4)

第五章 3D静态磁场分析(标量法)

第五章3-D静态磁场分析(标量法) 5.1 在3-D静态磁场分析(标量法)中要用到的单元 表1三维实体单元: 单元维数形状或特性自由度 SOLID5 3-D 六面体,8个节点每节点6个:位移、电势、磁标量位或温度SOLID96 3-D 六面体,8个节点磁标量位 SOLID98 3-D 四面体,10个节点位移、电势、磁标量位、温度 表2三维界面单元 单元维数形状或特性自由度 INTER115 3-D 四边形,4个节点磁标量位,磁矢量位 表3三维连接单元 单元维数形状或特性自由度3D杆状( Bar)、弧状(Arc)、线圈 SOURC36 3个节点无 (Coil)基元 表4三维远场单元 单元维数形状或特性自由度 四边形,4个节点; INFIN47 3-D 磁标量位、温度 或三边形,3个节点 INFIN111 3-D 六面体,8个或20个节点磁矢量位、磁标量位、电势、温度SOLID96和SOLID97是磁场分析专用单元,SOLID62、SOLID5和SOLID98更适合于耦合场求解。 5.2 磁标量位(MSP)法介绍 在磁标量位方法中,可使用三种不同的分析方法:简化标势法(RSP)、差分标势法(DSP)和通用标势(GSP)法。 ·若模型中不包含铁区,或有铁区但无电流源时,用RSP法。若模型中既有铁区又有电流源时,就不能用这种方法。 ·若不适用RSP法,就选择DSP法或GSP法。DSP法适用于单连通铁区,GSP法适用于多连通铁区。 5.2.1单连通区与多连通区

单连通铁区是指不能为电流源所产生的磁通量提供闭合回路的铁区,而多连通铁区则可以构成闭合回路。参见图1(a)、(b)“连通域”。 数学上,通过安培定律来判断单连通区或是多连通区,即磁场强度沿闭合回路的积分等于包围的电流(或是电动势降MMF)。 因为铁的磁导率非常大,所以在单连通区域中的MMF降接近于零,几乎全部的MMF降都发生在空气隙中。但在多连通区域中,无论铁的磁导率如何,所有的MMF降都发生在铁芯中。 5.3 3-D静态磁标势分析的步骤 该分析类型与2-D静态分析的步骤基本一样: 1.建立物理环境 2.建模、给模型区域赋属性和分网格 3.加边界条件和载荷(激励) 4.用RSP、DSP或GSP方法求解 5.观察结果 5.3.1创建物理环境 首先设置分析参数为“Magnetic-Nodal”,并给出分析题目。然后用ANSYS前处理器定义物理环境包含的项目。即单元类型、KEYOPT选项、材料特性等。3D分析的大部分过程与2D 分析一致,本章下面部分介绍3D分析中要特殊注意的事项。 · SOLID96单元可为模型所有的内部区域建模,包括:饱和区、永磁区和空气区(自由空间)。对于电流传导区,需用SOURC36单元来表示,关于电流传导区建模,后面有详细讲述。 ·对于空气单元的外层区域,推荐使用INFIN47单元(4节点边界单元)或INFIN111单元(8节点或20节点边界单元)。INFIN47单元和INFIN111单元可很好地描述磁场的远场衰减,

杜邦分析法主要指标解析

杜邦分析法主要指标解析 杜邦分析法(DuPont Analysis)就是利用几种主要的财务比率之间的关系来综合地分析企业的财务状况。具体来说,它就是一种用来评价公司赢利能力与股东权益回报水平,从财务角度评价企业绩效的一种经典方法。其基本思想就是将企业净资产收益率逐级分解为多项财务比率乘积,这样有助于深入分析比较企业经营业绩。 结构图(数据来源): 1、权益净利率,也称权益报酬率,就是一个综合性最强的财务分析指标,就是杜邦分析系统的核心。 2、资产净利率就是影响权益净利率的最重要的指标,具有很强的综合性,而资产净利率又取决于销售净利率与总资产周转率的高低。总资产周转率就是反映总资产的周转速度。对资产周转率的分析,需要对影响资产周转的各因素进行分析,以判明影响公司资产周转的主 要问题在哪里。销售净利率反映销售收入的收益水平。扩大销售收入,降低成本费用就是提高企业销售利润率的根本途径,而扩大销售,同时也就是提高资产周转率的必要条件与途径。 3、权益乘数表示企业的负债程度,反映了公司利用财务杠杆进行经营活动的程度。资产负债率高,权益乘数就大,这说明公司负债程度高,公司会有较多的杠杆利益,但风险也高;反之,资产负债率低,权益乘数就小,这说明公司负债程度低,公司会有较少的杠杆利益,但相应所承担的风险也低。 杜邦分析法的财务指标关系 杜邦分析法中的几种主要的财务指标关系为:

净资产收益率=资产净利率(净利润/总资产)×权益乘数 (总资产/总权益资本) 而:资产净利率(净利润/总资产)=销售净利率(净利润/总收入)×资产周转率(总收入/总资产) 即:净资产收益率=销售净利率(NPM)×资产周转率(AU,资产利用率)×权益乘数(EM) 在杜邦体系中,包括以下几种主要的指标关系: (1)净资产收益率就是整个分析系统的起点与核心。该指标的高低反映了投资者的净资产获利能力的大小。净资产收益率就是由销售报酬率,总资产周转率与权益乘数决定的。 (2)权益系数表明了企业的负债程度。该指标越大,企业的负债程度越高,它就是资产权益率的倒数。 (3)总资产收益率就是销售利润率与总资产周转率的乘积,就是企业销售成果与资产运营的综合反映,要提高总资产收益率,必须增加销售收入,降低资金占用额。 (4)总资产周转率反映企业资产实现销售收入的综合能力。分析时,必须综合销售收入分析企业资产结构就是否合理,即流动资产与长期资产的结构比率关系。同时还要分析流动资产周转率、存货周转率、应收账款周转率等有关资产使用效率指标,找出总资产周转率高低变化的确切原因。 一、现代财务管理的目标就是股东财富最大化,权益资本报酬率就是衡量一个公司获利能力最核心的指标。权益资本报酬率表示使用股东单位资金(包括股东投进公司以及公司盈利以后该分给股东而没有分的)赚取的税后利润。杜邦分析法从权益资本报酬率入手: (1)权益资本报酬率=(净利润/股东权益)=(净利润/总资产)×(总资产/股东权益)=(净利润/销售收入)×(销售收入/总资产)×(总资产/股东权益)=(净利润/销售收入)×(销售收入/总资 产)×(负债/总资产) 式(1)很好地揭示了决定企业获利能力的三个因素: 1、成本费用控制能力。因为销售净利润率=净利润\销售收入=1-(生产经营成本费用+财务费用本+所得税)\销售收入,而成本费用控制能力影响了算式(生产经营成本费用+财务费用+所得税)销售收入,从而影响了销售净利润率。 2、资产的使用效率,用资产周转率(销售收入\总资产)反映。它表示融资活动获得的资金(包括权益与负债),通过投资形成公司的总资产的每一单位资产能产生的销售收入。虽然不同行业资产周转率差异很大,但对同一个公司,资产周转率越大、表明该公司的资产使用效率越高。

财务报表综合分析法之杜邦分析法

浅述财务报表综合分析法之杜邦分析法 摘要:杜邦分析法又称杜邦分析体系,是利用几种主要的财务比率之间的内在联系,对企业财务状况和经营状况进行综合分析和评价的方法。这种分析方法最早由美国杜邦公司使用,故名杜邦分析法。杜邦分析法是以股东(所有者)权益报酬率为龙头,以总资产收净利率为核心,重点揭示企业获利能力及其原因。杜邦分析法作为财务报告综合分析方法之一,在财务报表分析中有着举足轻重的地位。随着我国经济环境越来越复杂,杜邦分析体系提供的财务信息,对决策者进行决策,改善经营结构,节约成本费用开支,合理资源配置,加速资金周转,优化资本结构等起着十分重要的作用。本文分四部分,第一部分介绍了杜邦分析体系的概念,对各指标结构关系进行分析。第二部分,通过某公司的实例分析,从而说明杜邦分析法的实际应用。第三部分,指出杜邦分析法中的缺陷。第四部分,对杜邦分析法提出改进。 关键词:杜邦分析法;案例;局限性;改进措施 Abstract: DuPont analysis, also known as DuPont analysis system is the use of several key financial ratios intrinsic link between the enterprise's financial position and operating conditions for a comprehensive analysis and evaluation methods. This analysis method was first used by the U.S. DuPont, so called Dubang analysis. DuPont analysis is based on the shareholders (owners) rate of return on equity leading to total assets, net interest income as the core focus on revealing corporate profitability and why. DuPont analysis as a comprehensive analysis of financial reporting, financial statement analysis in a pivotal position. As China's economic environment has become increasingly complex, DuPont analysis system to provide financial information for policy makers to make decisions, to improve the operational structure, cost expenses, and reasonable allocation of resources, accelerate cash flow and optimize the capital structure plays an important the role. This paper consists of four parts; the first part introduces the concept of DuPont analysis system, the structure of the target analysis of the relationship. The second part, through company case studies, which illustrate the practical application of DuPont analysis. The third part, that the defects in the DuPont analysis. The fourth parts of the DuPont analysis suggest improvements. Key words:Dupont analysis; Case; Limitation; Improvement measures 杜邦分析法作为财务报告综合分析方法之一,在财务报表分析中有着举足轻重的地位。随着我国经济环境越来越复杂,杜邦分析体系提供的财务信息,对决策者进行决策,改善经营结构,节约成本费用开支,合理资源配置,加速资金周转,优化资本结构等起着十分重要的作用。 一、杜邦财务分析体系的介绍

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