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磁场分析示范例子(smrtsize_静态分析).
横截面为边长1 mm的正方形的环形线圈(1匝)通1 A电流(对应线圈的电流密度为1?106 A/m2),分析其产生的磁场。
采用轴对称场分析,线圈截面的几何区域关于x轴对称放置,线圈周围的空气分两部分,一部分用半径为0.1 m半圆形区域表示,是场强变化比较大区域,剖分时,网格较密;用内半径为0.1 m,外半径为1 m的半圆环形区域表示场强变化较小的空气区域,剖分时,网格较疏,对应分析的几何模型如下:
存在两种媒质:空气和铜(线圈的材料),设置材料1为空气,其相对磁导率为1;设置材料2为铜,其相对磁导率为1。
加载电流密度,线圈中的电流密度大小为 1?106 A/m2 。
具体操作如下:
1、点击Main Menu Preferences,出现如下窗口:
点击OK。(目的:过滤菜单,只保留与磁场分析相关的菜单)
2、选择单元
Main Menu Preprocessor Element Type Add/Edit/Delete,出现如下窗口:
点击Add,出现窗口:
如窗口中所示,选择单元类型(PLANE53,单元类型参考号为1),点击OK,出现窗口:
点击Options,出现窗口:
此处选择Axisymmetric(对应轴对称场分析)
点击OK。回到Element Types 窗口,点击Close。
3、设置材料属性:
Main Menu Preprocessor Material Props Material Models,出现如下窗口:
如下图,对窗口右栏中,依次双击Electromagnetics、Relative Permeability、Constant
出现窗口:
对MURX(相对磁导率),输入1,点击OK,回到Define Material Model Behavior窗口:
入图点击Edit Copy…,出现窗口:
通过复制1号材料生成2号材料(相对磁导率也为1),点击OK。回到Define Material Model Behavior窗口,再将此窗口关闭。
4、建立几何模型:
先建立线圈截面:
Main Menu Preprocessor Modeling Create Areas Rectangle By Dimensions,出现如下窗口:
如图输入相应的值,然后点击OK。看到如下图形:
建立周围空气的半圆面:
Main Menu Preprocessor Modeling Create Areas Circle By Dimensions,出现如下Circular Area by Dimensions 窗口:
如图输入相应的值,然后点击Apply。看到如下图形:
回到Circular Area by Dimensions 窗口,如图输入相应的值:
然后点击OK。看到如下图形:
对生成的三个面进行Overlap操作,生成最终的几何模型:
Main Menu Preprocessor Modeling Operate Booleans Overlap Areas,出现如下窗口:
点击Pick All,看到如下图形:
其中,线圈截面对应的面较小,图中显示不出,可局部放大查看。
局部放大的图如下所示:
5、对几何模型设置属性(包括材料属性、实常数、单元类型、单元坐标系):
Main Menu Preprocessor Meshing Mesh Attributes Picked Areas,出现窗口:
选取线圈所对应的面后,点击上图窗口中的OK。出现窗口:
点击Apply,出现窗口:
选取空气区域所对应的面后,点击上图窗口中的OK。出现窗口:
点击OK。
6、剖分,建立网格:
采用smartsize的方法剖分,用三角形单元剖分:
Main Menu Preprocessor Meshing MeshTool,出现窗口:
点击Pick All,看到如下图形:
6、加载:在线圈截面加载 z 向(在轴对称场中,实际对应 ? 方向)电流密度。
先选择线圈所对应的面:
Utility Menu Select Entities…,出现窗口:
点击OK。
显示线圈所对应的面:Utility Menu Plot Areas,看到图形:
Main Menu Preprocessor Loads Define Loads Magnetic Excitation Curr Density On Areas,出现窗口:
选中线圈所对应的面后,点击OK。出现窗口:
如图输入
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