ANSYS電場(chǎng)分析教程

1、ANSYS電場(chǎng)分析指南關(guān)鍵字：靜電場(chǎng)分析（h方法）14.1什么是靜電場(chǎng)分析靜電場(chǎng)分析用以確定由電荷分布或外加電勢(shì)所產(chǎn)生的電場(chǎng)和電場(chǎng)標(biāo)量位（電壓）分布。該分析能加二種形式的載荷：電壓和電荷密度。靜電場(chǎng)分析是假定為線性的，電場(chǎng)正比于所加電壓。靜電場(chǎng)分析可以使用兩種方法：h方法和p方法。本章討論傳統(tǒng)的 h方法。下一章討論 p方法。14.2h方法靜電場(chǎng)分析中所用單元h方法靜電分析使用如下 ANSYS單元：表1.二維實(shí)體單元單元維數(shù)形狀或特征自由度PLANE1212-D四邊形，8節(jié)點(diǎn)每個(gè)節(jié)點(diǎn)上的電壓表2.三維實(shí)體單元單元維數(shù)形狀或特征自由度SOLID1223-D磚形（/、面體），20節(jié)點(diǎn)每個(gè)節(jié)點(diǎn)上的電壓

2、SOLID1233-D磚形（/、面體），20節(jié)點(diǎn)每個(gè)節(jié)點(diǎn)上的電壓表3.特殊單元單元維數(shù)形狀或特征自由度MATRIX50無(wú)（超單元）取決于構(gòu)成本單元的單元取決于構(gòu)成本單元的單元類型INFIN1102-D4或8節(jié)點(diǎn)每個(gè)節(jié)點(diǎn)1個(gè)；磁矢量位，溫度，或電位INFIN1113-D六面體，8或20節(jié)點(diǎn)AX、AY、AZ磁矢勢(shì)，溫度，電勢(shì)，或磁標(biāo)量勢(shì)INFIN92-D平面，無(wú)界，2節(jié)點(diǎn)AZ磁矢勢(shì)，溫度INFIN473-D四邊形4節(jié)點(diǎn)或三角形3節(jié)點(diǎn)AZ磁矢勢(shì)，溫度14.3h方法靜電場(chǎng)分析的步驟靜電場(chǎng)分析過(guò)程由三個(gè)主要步驟組成:1.建模2加載和求解3.觀察結(jié)果14.3.1 建模定義工作名和標(biāo)題:命令：/FILNAM

3、E ，/TITLEGUI :Utility Menu>File>Change JobnameUtility Menu>File>Change Title如果是GUI方式，設(shè)置分析參考框:GUI : Main Menu>Preferences>Electromagnetics: Electric設(shè)置為Electric ，以確保電場(chǎng)分析所需的單元能顯示出來(lái)。之后就可以使用 ANSYS前處理器來(lái)建立模型，其過(guò)程與其它分析類似，詳見ANSYS建模和分網(wǎng)指南。對(duì)于靜電分析，必須定義材料的介電常數(shù)（PERX），它可能與溫度有關(guān)，可能是各向同性，也可能是各向異性。對(duì)于微機(jī)

4、電系統(tǒng)（MEMS ），最好能更方便地設(shè)置單位制，因?yàn)橐恍┎考挥袔孜⒚状笮　Ｔ斠娤旅鍹KS制到卩MKSV制電參數(shù)換算系數(shù)和 MKS制到卩MSVfA制電參數(shù)換算系數(shù)表表4 . MKS制到卩MKSV制電參數(shù)換算系數(shù)表電參數(shù)MKS制量綱乘數(shù)卩 MKSV制量綱電壓V(kg)(m) 2/(A)(s) 31V(kg)(卩 2m>A)(s) 3電流AA10 12pAPA電荷C(A)(s)10 12PC(pA)(s)導(dǎo)電率S/m(A)2(s)3/(kg)(m) 310 6pS/ 卩m(pA) 2(s)3/(k g)(電阻率Qm(kg)(m) 3/(A) 2(s)310 -6T Qm(kg)(卩亦2(s)

5、3介電常數(shù)1F/m(A)2(s)4/(kg)(m) 310 6pF/ 卩m(pA) 2(s)2/(kg)(3能量J(kg)(m) 2/(s)210 12PJ(kg)(卩 2ms)2電容F(A)2(s)4/(kg)(m) 210 12pF(pA) 2(s)4/(kg)(2電場(chǎng)V/m(kg)(m)/(s)3(A)10 -6V/卩m(kg)(卩 m)/(sj(pA)通量密度C/(m) 2(A)(s)/(m) 21pC /(卩 m)(pA)(s)/( mm)m)自由空間介電常數(shù)等于8.0854E-6pF/卩m表5. MKS制到卩MSVfA制電參數(shù)換算系數(shù)表電參數(shù)MKS制量綱乘數(shù) MSVfA 制量綱電壓

6、V(kg)(m) 2/(A)(s) 31V(g)( mA)(s) 3電流AA10 15fAfA電荷C(A)(s)10 15fC(fA)(s)導(dǎo)電率S/m(A)2(s)3/(kg)(m) 310 9fS/ m(fA) 2(s)3/(g)(%電阻率Qm(Kg)(m) 3/(A) 2(s)310 -9-(g)(亦 2(s)3介電常數(shù)F/m(A)2(s)4/(kg)(m) 310 9fF/ gm(fA) 2(s)2/(g)(g3rm)能量J(kg)(m) 2/(s)210 15fJ(g)( g 如2電容F(A)2(s)4/(kg)(m) 210 15fF(fA) 2(s)4/(g)(g2rm)電場(chǎng)V/

7、m(kg)(m)/(s) 3(A)10 -6V/ gm(g)( g m)/fs)A)通量密度C/(m) 2(A)(s)/(m) 210 3fC/( g m)(fA)(s)/(2g rm)自由空間介電常數(shù)等于 8.0854E -3fF/ gm加載荷和求解本步定義分析類型和選項(xiàng)、給模型加載、定義載荷步選項(xiàng)和開始求解。14.3.2.1 進(jìn)入求解處理器命令：/SOLUGUI : Main Menu>Solution定義分析類型選擇下列方式之一： GUI :選菜單路徑Main Menu>Solution>New Analysis并選擇靜態(tài)分析命令:ANTYPE , STATIC , NEW如果你要重新開始一個(gè)以前做過(guò)的分析（例如，