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电磁场与电磁波实验报告实验三班级:通信2班姓名:学号:日期:实验3参数扫描问题实例:恒定磁场力矩计算1. 实验目的和任务a. 学习软件Ansoft maxwell软件的使用方法;b. 巩固恒定磁场的基本理论;c. 通过软件的学习掌握运用Ansoft Maxwell进行恒定磁场仿真的流程;d. 熟悉Ansoft maxwell参数扫描功能。2. 实验内容1)巩固Ansoft Maxwell有限元分析步骤;2)会用Ansoft Maxwell后处理器和计算器对仿真结果分析;3)恒定磁场力矩计算。3. 实验原理恒定电流周围空间中存在的一种特殊形态的物质。磁场的基本特征是对置于其中的电流有力的作 用。4. 实验步骤计算如下图所示铁块所受线圈磁场的作用力。要求对线圈中的电流和铁块的高度做参数扫描,计算不同设置值时,作用力的大小。4.1 建模(Model)Project Insert Maxwell 3D DesignFileSave as Parametric (工程命名为 “Parametric”选择求解器类型:Maxwell Solution Type Magnetostatic4.2创建线圈Draw Regular Polyhedron (创建多边形柱体 1)Center Position (中心点坐标):(X,Y,Z) (0, 0, 0)mmStart Position (起点坐标):(X,Y,Z)(1.25,0,0)mmAxis (对称轴):ZHeight (柱体高度):0.8mm多边形边数:Number of Segments: 36将多边形重命名为Polyhedron1选中Polyhedron1 (创建多边形柱体2)CTRL_C,CTRL_V修改相关设置Center Position (中心点坐标):(X,Y,Z) (0, 0, 0)mmStart Position (起点坐标):(X,Y,Z) (1,0,0)mmAxis (对称轴):ZHeight (柱体高度):0.8mm多边形边数:Number of Segments: 36将多边形重命名为Polyhedron24.3创建线圈选中 Polyhedron!, Polyhedron2Modeler (建模) Boolean Subtract (减去) Blank Park: Polyhedron!Tool Park: Polyhedron2将Polyhedron!重命名为CoilAssign Material copper (设置材料为铜)4.4创建铁块模型Draw Box任意创建一个6面体尺寸参数设置如下:“SlugHeight”注意:ZSize参数的值为:旧C arrimanlCr eateBCaordiiLite.Global-0.5 , -0.5D指羸TSize1ZSize图4-1 Zise设置图将六面体重命名为SlugAssign Material iron4.5创建计算区域(Region)Draw RegionPadding Percentage: 200%4.6创建激励电流加载面(Create Section)Select CoilModeler Surface SectionSection Plane: YZ 平面Modeler Boolean Separate Bodies (分离两 Section 面)删除1个截面Select 1 个截面,Del将剩下的1个截面重命名为“Sectionl”4.7 设置激励(Assign Excitation)选中线圈截面:Section1Maxwell 3D Excitations Assign CurrentValue: AmpTurnsType: Stranded (线形激励电流)4.8 设置计算参数(Assign Executive Parameter)选中Slug (弹头)Maxwell 3D Parameters Assign ForceName: Force 1Type: Virtual4.9设置自适应计算参数(Create Analysis Setup)Maxwell 3D Analysis Setup Add Solution Setup最大迭代次数:Maximum number of passes : 5误差要求:Percent Error: 1%每次迭代加密剖分单元比例:Refinement per Pass : 30%4.10创建参数扫描设置Maxwell 3D Optimetrics Analysis Add Parametric点击Add,创建扫描参数variable 选择:SlugHeightlinear stepStart =1, Stop =2, Step = 0.5点击Add 按键将SlugHeight的扫描设置添加到右边空白栏variable选择:AmpTurns (设置安匝数的扫描)linear stepStart =100, Stop =200, Step =50点击Add 按键将AmpTurns的扫描设置添加到右边空白栏fedd/Edit 喝典口图4-3创建参数扫描设置参数点击Calculations子菜单 点击 Setup Calculations图 4-4 设置 Calculations点击 Add CalculationsSetupl 出现在 Setup Sweep Analysis 菜单中点击Done在Options子菜单中选中如下设置Swep A.nalykSure ep D efini ti oils T atle General Galcul ations OptionsW Sava Fi elds And MiW Cojy gzeoinetnically Equivalent meshes图 4-5 Options 设置a. “Save Field and Mesh ” :在每一步参数扫描计算后,保存相应的计算场量和剖分信息,一般, 系统为节约内存,默认不保存。b. “Copy geometrically equivalent meshes”在下次计算中,可重复使用上次计算时未变形的模块 的剖分数据。一般来说,频率扫描时,不推荐使用该选项,因为Ansoft的剖分算法是与频率相关的。5. 检查并计算Check在 Project Manager 窗口Optimetrics右键点击 ParametricSetupl选择 Analyze6. 查看结果右键点击 ParametricSetup1 选择 View Analysis Result在 Project Manager 窗口图6-1结果显示图右键点击 Create Report图6-2设置参数图点击 New ReportXV Plot 1MajielCDDeignl * i:95.-DD 30皓一25_oEnrBzEEE含 15QQ1O.DD |ngrnrw.riag Stfhpl LulAdlpluA mphKFis-iKiaFnrw_riaflunpturislEiaAFnr-C_riaflimp turns-TDOA. u uiui I:uIn Ii 10Q1201.40160lifl2.00siuflheighiLnim图6-3结果显示图7. 心得体会通过本次的仿真实验学习,了解恒定磁场力矩的计算。虽然还是没有太懂其中的一些理论知识,但 还是完成了这一次的仿真,一步一步的按照实验书上的步骤做完,还是有些仿真中的步骤存在一些疑问。 但是经过同学们共同的商讨,还是得出了结论。希望有机会还会做这样的实验,很有意思。
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