第四章 ANSYS三维电磁场分析指南5

Click to edit Master title style,Click to edit Master text styles,Second level,Third level,Fourth level,Fifth level,January 30,1999,4.5-,*,用,ANSYS/Emag,进行电磁场分析,版本 5.5(001172),第四章 第5节,三维电磁分析模拟,4.5-,2,三维角型汇流排实例,问题描述,半对称,汇流排电流供电,双汇流排,分析顺序,加边界条件,进行模拟,后处理,计算电流分布,计算,ANGLE,组件力,功率密度,总功率,双汇流排电流方向,4.5-,3,耦合场第一步模拟目的是计算,ANGLE,组件力,磁场分析模型必须扩展以计算由汇流排,其余部分,产生的,ANGLE,组件力,.汇流排之间间隙为0.75 英寸,4.5-,4,物理区域,汇流排,自由空间:,r,=1,=.5E-7-m,空气,自由空间:,r,=1,远程自由空间,用远场单元模拟,励磁:50,000,A,对称平面,X-Y,平面：通量垂直（汇流排内电流同方向）,汇流排水平间距:1 英寸,单位:英寸,ANGLE,组件尺寸,4.5-,5,在命令窗口输入,angle3d,建模,模型信息,单元类型:,汇流排:三维磁矢势单元,-,solid97 (,材料,2),紧靠汇流排的自由空间:三维磁矢势单元,-,solid97,矢量与标量之间界面单元,-,inter115,三维磁矢势区域外的中间空间:标量单元,solid96,远程空间:无限边界单元,-,infin47,单元组件:,汇流排:,BUS (,汇流排全长）,角型组件:,ANGLE(,只是汇流排的一部分，用于后续结构分析,),4.5-,6,Inter115,设置在矢量和标量单元类型之间（单元类型5）,Infin47,设置在模型外半径边界处（单元类型3），本单元类型不需边界条件,两种单元类型延伸到对称面上,汇流排-,solid97(MVP),infin47,不在远离汇流排的垂直面上,单元类型分布,4.5-,7,不同物理区的单元类型设置,(,用收缩选项画单元:,Utilityplotctrlsstylesize&shape),标量单元,solid96.,Inter115,在,MVP,与标量单元之间,汇流排外边空气,MVP,单元不显示,Infin47,单元在标量单元的外表面,4.5-,8,利用,ANGLE,组件，用,solid69单元类型进行电流传导分析来计算汇流排的电流分布,受载汇流排为,solid97,单元类型.,必须把单元类型转换为,solid69,以进行,电流传导分析,Preprocelement typeadd/edit/delete,单元类型,6,选择,ADD,电流方向,4.5-,9,选择,OK,用热电8节点砖型单元代替6号单元类型,选择,OK,solid69,单元类型具有,VOLT,自由度，其分析结果包含用于后续磁分析的电流密度.,4.5-,10,对电流传导分析加边界条件,有电流的端部节点必须加,VOLT,自由度耦合,选择,ANGLE,组件的节点,Preproccouple/ceqncouple dof,利用柜,BOX,选项选择角端节点,选择,OK,选择,OK,4.5-,11,在一个关键点上施加电流,Preprocloadsapply-electric-excitationon keypoints,选择转角处的任意一个节点位置，其也对应于一个关键点,选择,OK,4.5-,12,在汇流排另一端的端面加,VOLT,约束,Preprocloadsapply-electric-boundary,选择汇流排末端端面,选择,OK,选择,OK,4.5-,13,进行电流传导分析,Solunew analysis STATIC,选择,OK,(,同时图示单元和节点，以确保只激活了,ANGLE,组件）,Solucurrent LS,（因只有一部分模型进行模拟，将显示警告(,warnings）,信息）,选择,OK,VOLT,约束,4.5-,14,图示,VOLT,自由度等值图,Postprocplot resultsnodal solution,选择,OK,4.5-,15,利用单元表能显示电流密度结果，先要定义单元表,Postprocelement tabledefine table,选择,OK,4.5-,16,利用平均选项能图示总电流密度,JSSUM Postprocelement tableplot elem table,选择,OK,4.5-,17,电流密度也能以矢量图显示,Postprocplot results-vector plot-predefined,控制箭头长度系数,电流传导分析求得的电流,选择,OK,4.5-,18,汇流排电流密度矢量图,4.5-,19,电流传导分析得到的电流密度作为磁场分析的输入条件,6,号单元类型必须重新设置为,solid97 Preprocelement typeaddeditdelete,选择第6条目,选择,ADD,输入 6,选择,OK,4.5-,20,从电流传导分析结果中读取电流密度,Preprocloadsapplyexcitationfrom elec an,(,显示单元以确保激活了,ANGLE,组件,),在缺省情况下，电流传导分析的结果保存在,file.rst,文件中,上述分析只有一种结果，缺省即读入此正确结果,4.5-,21,利用,symbols,选项确认电流密度,Utilityplotctrlssymbol,选择,OK,非平均值,JS,4.5-,22,剩下的磁边界条件为：在,X-Y,平面,(,Z=0),为通量垂直,标量,-,solid96:MAG,需要约束,矢量-,solid97:AZ,(垂直 于,X-Y),需要约束,选择,Z=0,的在,X-Y,面内的所有平面,Z=0,平面,4.5-,23,约束标量以模拟通量垂直条件,Preprocloadsapplyboundary-scalar potent-flux normal-on areas,选择相应于,solid96,单元类型的平面(标量),选择,OK,4.5-,24,约束矢量,MVP,以模拟通量垂直,Preprocloadsapplyboundary-vector potent-flux normal-on areas,选择相应于,solid97,单元类型的平面,（点,划线内的平面）,选择,OK,4.5-,25,选择模拟类型,Solunew analysis STATIC,选择,OK,选择求解器,Soluanalysis options,选择,OK,激活整个模型,开始模拟,Solucurrent LS,选择,OK,4.5-,26,利用单元数据能获得导体上的侧向力,选择,ANGLE,组件,Postprocelement tabledefine table (for the Z Lorentz force),选择,OK,计算总侧向力,Postprocelement tablesum of each item,选择,OK,单位:,N,4.5-,27,显示力:,Postprocelement tableplot elem table,选择,OK,重复显示,FMAGX,FMAGY,&,FMAGSUM,4.5-,28,利用单元表贮存的数据，也可以确定汇流排上的功率损失（单位体积焦耳热）,Postprocelem tabledefine table,选择,OK,4.5-,29,显示,Joule,热,Postprocelement table plot elem table,选择,OK,4.5-,30,计算功率损失（瓦），焦耳,热必须乘以每个单元的体积。,利用单元表项定义单元体积,Postprocelement tabledefine table,用户标志项缺省即为“,VOLU”,选择,OK,4.5-,31,单元表项,JHEAT,乘以,VOLU,系数,Postprocelement tablemultiply,选择,OK,利用全部单元的总功率求得,ANGLE,组件单元的总功（瓦）,Postprocelement tablesum of each item,