参数扫描问题实例：恒定磁场力矩计算

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。