第四章 ANSYS三維電磁場分析指南5.ppt

1、第四章 第5節(jié),三維電磁分析模擬,4.5-2,三維角型匯流排實例,問題描述 半對稱 匯流排電流供電 雙匯流排 分析順序 加邊界條件 進(jìn)行模擬 后處理 計算電流分布 計算 ANGLE 組件力 功率密度 總功率,雙匯流排電流方向,4.5-3,耦合場第一步模擬目的是計算ANGLE組件力 磁場分析模型必須擴(kuò)展以計算由匯流排其余部分產(chǎn)生的ANGLE組件力,.匯流排之間間隙為0.75 英寸,4.5-4,物理區(qū)域 匯流排 自由空間: r = 1 = .5E-7 -m 空氣 自由空間: r = 1 遠(yuǎn)程自由空間 用遠(yuǎn)場單元模擬 勵磁: 50,000 A 對稱平面 X-Y平面：通量垂直（匯流排內(nèi)電流同方向）,匯

2、流排水平間距: 1 英寸,單位: 英寸,ANGLE組件尺寸,4.5-5,在命令窗口輸入angle3d建模 模型信息 單元類型: 匯流排: 三維磁矢勢單元 -solid97 (材料2) 緊靠匯流排的自由空間: 三維磁矢勢單元-solid97 矢量與標(biāo)量之間界面單元-inter115 三維磁矢勢區(qū)域外的中間空間: 標(biāo)量單元 solid96 遠(yuǎn)程空間: 無限邊界單元 -infin47 單元組件: 匯流排: BUS (匯流排全長） 角型組件: ANGLE (只是匯流排的一部分，用于后續(xù)結(jié)構(gòu)分析),4.5-6,Inter115 設(shè)置在矢量和標(biāo)量單元類型之間（單元類型5）,Infin47設(shè)置在模型外半徑邊

3、界處（單元類型3），本單元類型不需邊界條件,兩種單元類型延伸到對稱面上,匯流排-solid97 (MVP),infin47不在遠(yuǎn)離匯流排的垂直面上,單元類型分布,4.5-7,不同物理區(qū)的單元類型設(shè)置 (用收縮選項畫單元: Utilityplotctrlsstylesize&shape),標(biāo)量單元solid96.,Inter115 在MVP 與標(biāo)量單元之間,匯流排外邊空氣MVP 單元不顯示,Infin47單元在標(biāo)量單元的外表面,4.5-8,利用ANGLE組件， 用solid69單元類型進(jìn)行電流傳導(dǎo)分析來計算匯流排的電流分布 受載匯流排為solid97單元類型. 必須把單元類型轉(zhuǎn)換為solid69

4、以進(jìn)行電流傳導(dǎo)分析 Preprocelement typeadd/edit/delete,單元類型6,選擇 ADD,電流方向,4.5-9,選擇OK 用熱電8節(jié)點磚型單元代替6號單元類型,選擇 OK solid69單元類型具有 VOLT自由度，其分析結(jié)果包含用于后續(xù)磁分析的電流密度.,4.5-10,對電流傳導(dǎo)分析加邊界條件 有電流的端部節(jié)點必須加 VOLT自由度耦合 選擇ANGLE組件的節(jié)點 Preproccouple/ceqncouple dof 利用柜 BOX選項選擇角端節(jié)點 選擇 OK,選擇 OK,4.5-11,在一個關(guān)鍵點上施加電流 Preprocloadsapply-electric-

5、excitationon keypoints 選擇轉(zhuǎn)角處的任意一個節(jié)點位置，其也對應(yīng)于一個關(guān)鍵點,選擇 OK,4.5-12,在匯流排另一端的端面加VOLT約束 Preprocloadsapply-electric-boundary 選擇匯流排末端端面 選擇 OK,選擇 OK,4.5-13,進(jìn)行電流傳導(dǎo)分析 Solunew analysis STATIC 選擇OK (同時圖示單元和節(jié)點，以確保只激活了ANGLE 組件） Solucurrent LS （因只有一部分模型進(jìn)行模擬，將顯示警告(warnings）信息） 選擇 OK,VOLT 約束,4.5-14,圖示VOLT 自由度等值圖 Postpr

6、ocplot resultsnodal solution,選擇 OK,4.5-15,利用單元表能顯示電流密度結(jié)果，先要定義單元表 Postprocelement tabledefine table,選擇 OK,4.5-16,利用平均選項能圖示總電流密度JSSUM Postprocelement tableplot elem table,選擇 OK,4.5-17,電流密度也能以矢量圖顯示 Postprocplot results-vector plot-predefined,控制箭頭長度系數(shù),電流傳導(dǎo)分析求得的電流,選擇 OK,4.5-18,匯流排電流密度矢量圖,4.5-19,電流傳導(dǎo)分析得到的

7、電流密度作為磁場分析的輸入條件 6號單元類型必須重新設(shè)置為solid97 Preprocelement typeaddeditdelete 選擇第6條目 選擇ADD,輸入 6,選擇 OK,4.5-20,從電流傳導(dǎo)分析結(jié)果中讀取電流密度 Preprocloadsapplyexcitationfrom elec an (顯示單元以確保激活了ANGLE 組件),在缺省情況下， 電流傳導(dǎo)分析的結(jié)果保存在file.rst文件中,上述分析只有一種結(jié)果，缺省即讀入此正確結(jié)果,4.5-21,利用symbols選項確認(rèn)電流密度 Utilityplotctrlssymbol,選擇 OK,非平均值JS,4.5-22

8、,剩下的磁邊界條件為：在X-Y平面 (Z=0)為通量垂直 標(biāo)量-solid96: MAG需要約束 矢量-solid97: AZ (垂直 于X-Y)需要約束 選擇 Z=0的在X-Y面內(nèi)的所有平面,Z=0平面,4.5-23,約束標(biāo)量以模擬通量垂直條件 Preprocloadsapplyboundary-scalar potent-flux normal-on areas,選擇相應(yīng)于solid96單元類型的平面(標(biāo)量) 選擇 OK,4.5-24,約束矢量MVP以模擬通量垂直 Preprocloadsapplyboundary-vector potent-flux normal-on areas,選擇

9、相應(yīng)于solid97單元類型的平面（點劃線內(nèi)的平面） 選擇 OK,4.5-25,選擇模擬類型 Solunew analysis STATIC 選擇 OK 選擇求解器 Soluanalysis options,選擇 OK 激活整個模型 開始模擬 Solucurrent LS 選擇 OK,4.5-26,利用單元數(shù)據(jù)能獲得導(dǎo)體上的側(cè)向力 選擇ANGLE組件 Postprocelement tabledefine table (for the Z Lorentz force),選擇OK 計算總側(cè)向力 Postprocelement tablesum of each item 選擇 OK,單位: N,4.5-27,顯示力: Postprocelement tableplot elem table,選擇 OK 重復(fù)顯示 FMAGX, FMAGY, & FMAGSUM,4.5-28,利用單元表貯存的數(shù)據(jù)，也可以確定匯流排上的功率損失（單位體積焦耳熱） Postprocelem tabledefine table,選擇 OK,4.5-29,顯示Joule 熱 Postprocelement table plot elem table,選擇 OK,4.5-30,計算功率損失（瓦），焦耳熱必須乘以每個單元的體積。 利用單元表項定義單元體積 Postprocelement tabledefine