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文檔簡介
1、實驗報告實驗名稱 基于ANSYS平臺的電磁場數(shù)值仿真課程名稱 工程電磁場院系部:電氣與電子工程學院學生姓名:同組人:指導教師:實驗日期:專業(yè)班級:試驗臺號:學號:成績:華北電力大學實驗二 基于ANSYS平臺的電磁場數(shù)值仿真一、 實驗目的1. 在仿真過程中學會使用ANSYS軟件。2. 學會邊值問題的建模方法。3. 學會用仿真軟件檢驗對電磁場分布的猜測。二、 實驗類型本實驗為驗證型教學實驗。三、 實驗儀器配備有ANSYS軟件平臺的臺式計算機。四、 實驗原理本實驗是在ANSYS平臺上開發(fā)的。ANSYS是國際上著名的有限元軟件包,可對結構力學、流體力學、傳熱學和電磁學等領域的問題進行求解。其特點是圖形
2、界面友好,易學,前后處理功能強大。在ANSYS平臺上開發(fā)電磁場數(shù)值仿真實驗,只需將問題的求解過程描述清楚,按照給定步驟上機操作,即可得到預期結果。五、 實驗內(nèi)容a無限長圓柱導體a無限長圓柱導體D圖1 仿真計算模型(圖中a、D可自定)仿真實驗包括靜電場試驗和恒定磁場試驗,可任選一個(本實驗選作靜電場試驗)。對于靜電場試驗,圖1中兩導體點位分別為100V和-100V;對于恒定磁場試驗,圖1中兩導體電流密度分別為10000A/和-10000A/。根據(jù)幾何結構和源分布的對稱性,仿真實驗可選用1/4或1/2平面進行建模。實驗分為兩步:第一步,按照給定步驟和給定參數(shù)上機操作;第二步,嘗試改變某些參數(shù),觀察
3、仿真結果的變化。六、 實驗步驟及結果1、 打開ANSYS軟件,并熟悉各項操作。2、 給定材料相對介電常數(shù),設定內(nèi)部單元類型,設定外部無限單元類型,并創(chuàng)建幾何模型。3、 選擇模型各部分之間集合運算,刪除導體部分,定義區(qū)域屬性。4、 進行外部無限單元劃網(wǎng)格和內(nèi)部有限單元劃網(wǎng)格。5、 在導體表面加電位,左側導體加-100V電位,右側導體加100V電位。6、 給無限邊界加標志。7、 求解。網(wǎng)格剖分圖8、 顯示電位9色云圖電位云圖9、 顯示等電位線分布等電位線分布圖10、箭頭顯示電位移矢量或電場強度電位移矢量圖電場強度圖11、退出ANSYS軟件。七、思考題1、在仿真過程中,因為整個平面中的電荷和電解質關于1/4或者1/2具有對稱性,也就是說整個平面的電場、電位等關于1/4或者1/2平面對稱。所以可以采用1/4或者1/2平面建模。2、網(wǎng)格剖分的疏密程度對仿真結果有影響。ANSYS有限元網(wǎng)格劃分是進行數(shù)值模擬分析至關重要的一步,它直接影響著后續(xù)數(shù)值計算分析結果精確性。網(wǎng)格數(shù)量的多少
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