Ansys电磁场分析简介
ANSYS-Workbench-电磁场分析例子
© 2004 ANSYS, Inc.
ANSYS, Inc. Proprietary
Winding Tool
Each Winding consists a number of related Winding Bodies. The related Winding Bodies are shown in the Parts/Bodies branch:
• Fill Tool: Released at 9.0 (Beta at 8.1). Similar function to enclosure, but only fills interior cavities.
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Example of a hemispherical enclosure around an electromagnet
– Open Domain – Symmetry Plane
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Contents
Workbench Electromagnetics
– Workbench Emag Roadmap
– Design Modeler
• Enclosure Symmetry • Winding bodies • Winding Tool
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Enclosure Symmetry
•Feature: The Enclosure feature now supports symmetry models when the enclosure shape is a box or a cylinder:
ANSYS-简介
ANSYS 结构分析 概览
ANSYS结构分析有7种，基本未知量是位移，其余未知量（如应变、应 下，应变随时间延长而增加的现象。
力和反力等均通过位移量导出）此外，还可进行特殊分析，如断裂分析、复合
材料分析、疲劳分析等。 1）静力分析：用于求解静力载荷作用下结构的静态行为，可考虑结构线 性和非线性特性（大变形、大应变、应力刚化、接触、塑性、超弹、蠕变等）;
I-8
ANSYS 流体分析 概览
流体分析 用于确定流体的流动及热行为. 流体 分析分以下几类: • CFD - ANSYS/FLOTRAN 提供强大的计算流 体动力学分析功能，包括不可压缩或可压缩 流体、层流及湍流，以及多组份流等. • 声学分析 - 考虑流体介质与周围固体的相互 作用, 进行声波传递或水下结构的动力学分析 等. • 容器内流体 分析 - 考虑容器内的非流动流体 的影响. 可以确定由于晃动引起的静水压力. • 流体动力学耦合分析 - 在考虑流体约束质量 的动力响应基础上，在结构动力学分析中使 用流体耦合单元.
ANSYS 简 介
September 30, 1998
Introduction to ANSYS - Release 5.5 (001128)
I-1
ANSYS的产品家族
ANSYS/ Multiphysics
ANSYS/ LS-NSYS/ Mechanical ANSYS/ FLOTRAN
ANSYS/ Thermal
ANSYS/ Structural
ANSYS/
LinearPlus
September 30, 1998
Introduction to ANSYS - Release 5.5 (001128)
I-2
ansys电磁场仿真分析教程
• 模拟模型的轴对称形状 • 选择Options（选项） • Element behavior（单元行为） • 选择 Axisymmetric（轴对称） • 选择OK
1-13
• 定义材料 Preprocessor>Material Props>Isotropic
• 定义空气为1号材料(MURX = 1)
• 对称面 (B-B)边界条件 – 2D磁矢量势(MVP)方式，无须处理 – 加载电流与全模型相同
B
B
Quarter symmetry model of
the simple magnetizer
1-43
• 1/4模型与全模型比较 – 磁通密度分布相同 – 贮能为1/4 – 所示线圈上的Lorentz力 1/2 – 作用在极面上力为1/2
有限元网格
1-6
• 进行模拟 • 观察结果
– 某指定时刻 – 整个时间历程 • 后处理 – 磁力线 –力 – 力矩 – 损耗 – MMF（磁动势） – 电感 – 特定需要
1-7
• 模拟由3个区域组成 • 衔铁区: 导磁材料 导磁率为常数（
即线性材料）
• 线圈区: 线圈可视为均匀材料. • 空气区:自由空间 (μr = 1) .
• 选On Lines并选取相应的线 • 选 OK
“所选取的线” 注：未划分单元前，加
上这种边界条件
“所选取的线”
1-22
• 生成有限元网格 • 利用智能尺寸选项来控制网格大小
Preprocessor>-Meshing-Size Cntrls>-smartsize-basic
• 选择OK
1-23
• Preproc>-Meshing-Mesh>-Areas-Free> 在选取框内选择ALL 选择OK
ANSYS电磁场分析指南-第六章3-D静态磁场分析（棱边单元方法）
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。
ANSYS在无线电力传输系统中的应用
ANSYS在无线电力传输系统中的应用
ANSYS是一种多领域的工程仿真软件，在无线电力传输系统中有广泛的应用。
下面将介绍ANSYS在无线电力传输系统中的主要应用。
在无线电力传输系统的设计中，ANSYS可以用于电磁场分析。
无线电力传输系统主要通过电磁感应原理进行能量传输，因此电磁场分析是设计过程中的关键步骤。
ANSYS的电磁场分析模块可以帮助工程师模拟和分析电磁场的分布和变化，从而确定无线电力传输系统的电磁性能。
ANSYS还可以用于无线电力传输系统的结构设计和优化。
无线电力传输系统包括发射端和接收端的结构设计，其中涉及到传输设备的形状、大小、材料等参数的选择。
ANSYS 提供了结构分析模块，可以对传输设备的结构进行强度分析和优化，确保其在传输过程中不会发生变形或失效。
ANSYS在无线电力传输系统中的应用非常广泛，包括电磁场分析、结构设计和优化、热分析以及电源设计和分析等方面。
通过使用ANSYS，工程师可以更好地理解和优化无线电力传输系统的性能和可靠性，提升系统的工作效率和稳定性。
ANSYSWorkbench电磁场分析例子ppt课件
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Enclosure Symmetry
•Feature: The Enclosure feature now supports symmetry models when the enclosure shape is a box or a cylinder: • Up to 3 three symmetry planes can be specified. • Full or partial models can be included in the Enclosure. • During the model transfer from DesignModeler to Simulation, the enclosure feature with symmetry planes forms two kinds of named selections: • Open Domain • Symmetry Plane
• Benefits: Very easy to use, rapid creation of coil windings.
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Winding Bodies
Tangent orientation vector (blue arrow) defines direction of current.
• Coils may have different radii between IN & OUT slots • Multiple coils may be stacked in the same slot
ANSYS电磁场教程-电磁模拟
• 3D MVP 列式 – 自由度：AX、AY、AZ (VOLT用于交流或瞬态分析） – 通量垂直边界条件: • 这是自然边界条件，但是，垂直于边界的A分量必须设为零 – X-Y 平面, AZ 必须约束为零 – X-Z平面, AY必须约束为零 – Y-Z平面, AX必须约束为零
4.1-34
4.1-27
• 通用标势法适用的物理模型: – Sourc36单元可与铁磁区相连 – 磁体励磁 – 通量条件可以定义通量（ Webers） – 可在无铁芯介质的模型采用Sourc36单元 – 限制：模型几何体必须满足多连通条件 • 若当铁介质磁导率为无限大时，铁芯内磁场并不接近零，则 可确定为满足多连通条件（变压器、导磁体、具有多通量路 径的模型等） – 缺点： • 要分三步求解
Harmonic no no no yes
Transient no no no yes
Physics
Iron-free yes yes yes yes
Air-iron no yes yes no
Coil-air-iron no yes yes no
Perm Magnet-air-iron yes no no no
Recommended Solver
线圈产生磁场控制带电粒子运动
这是一个当铁芯磁导率 变得很大时，磁场强度 接近零的实例
直线加速器的 C形磁体
气隙
带电粒子 运动
4.1-26
• DSP 方法适合于模拟含有铁和空气界面以及sourc36单元电流源的 系统，分析目的是确定在指定定子电流形式时转矩与转角的关系
10极电机的两极模型
三相电机的绕组截面
(1) 如果模型中还有矢量势和界面单元 INTER115，标量法能用于交流和瞬态模拟
ANSYSMaxwell涡流场分析案例教学内容
ANSYSMaxwell涡流场分析案例教学内容ANSYS Maxwell涡流场分析案例教学内容涡流场分析是工程领域中一项重要的技术，可以用来研究电磁场中的涡流现象。
ANSYS Maxwell是一款强大的电磁场仿真软件，提供了丰富的工具和功能，用于分析和优化电磁设备和系统。
在本文中，我们将介绍一些ANSYS Maxwell涡流场分析的案例教学内容。
1. 涡流场分析基础在进行涡流场分析之前，首先需要了解涡流场的基本概念和原理。
涡流场是指当导体材料被交变电磁场穿过时，由于电磁感应作用而产生的涡流现象。
涡流会产生额外的能量损耗和热量，对电磁设备的性能和效率有重要影响。
因此，通过涡流场分析可以评估和改进电磁设备的设计。
2. 涡流场分析建模在进行涡流场分析之前，需要对电磁设备进行建模。
ANSYS Maxwell提供了多种建模工具，可以根据实际情况选择合适的建模方法。
例如，可以使用几何建模工具创建三维模型，或者使用参数化建模工具进行参数化建模。
建模过程中需要考虑材料的电磁特性和几何形状对涡流场的影响。
3. 涡流场分析设置在进行涡流场分析之前，需要设置分析的参数和条件。
ANSYS Maxwell提供了丰富的分析设置选项，可以根据实际需求进行设置。
例如，可以设置交变电磁场的频率、幅值和相位，以及材料的电导率和磁导率等参数。
通过合理设置分析参数，可以获得准确的涡流场分析结果。
4. 涡流场分析结果在进行涡流场分析之后，可以获得涡流场的分析结果。
ANSYS Maxwell提供了多种结果输出选项，可以直观地显示涡流场的分布和特性。
例如，可以显示涡流密度、涡流功率损耗和涡流温度等参数。
通过分析结果，可以评估电磁设备的性能和效率，并进行优化设计。
5. 涡流场分析案例下面我们将介绍几个涡流场分析的案例，以帮助读者更好地理解和应用ANSYS Maxwell软件。
案例一：涡流制动器设计涡流制动器是一种常用的制动装置，通过涡流场的产生和作用来实现制动效果。