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磁场分析示范例子(smrtsize_静态分析)..doc

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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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