电磁波课设要点.doc

目录 目录 1 1、课程设计的目的与作用 1 1.1、设计目的： 1 1.2、设计作用： 2 2、设计任务及所用Maxwell软件环境介绍 2 2.1、设计任务 2 2.2、Maxwell软件环境： 3 3、电磁模型的建立 3 3.1、建模 3 3.1.1、创建线圈 4 3.1.2.创建计算区域sphere1 6 3.1.3.创建激励电流加载图 7 3.2.设置激励 8 3.2.1.设置辐射边界Radiation Boundary 10 3.2.2.将sphere1的半径表示为l的函数 10 3.2.3.设置表面剖分的近似原则 12 3.2.4.Maximun surface deviation 12 3.2．5.Maximun normal deviation 13 3.2.6、Aspect ratio 13 3.2.7、创建计算区域的外表面 13 3.3、设置计算参数 13 3.4、设置自适应计算参数 14 3.5、Check Run 14 3.6、计算辐射电阻 15 3.6.1、创建平均Poynting矢量的计算表达式 15 3.6.2、求边界上的辐射功率 16 3.6.3、计算辐射电阻 17 3.7、查看辐射边界上的Poynting矢量图 18 4、电磁模型计算及仿真结果后处理分析 18 5、设计总结和体会 19 6、参考文献 20 1、课程设计的目的与作用 1.1、设计目的： 电磁场与电磁波课程理论抽象、数学计算复杂，将Maxwell软件引入教学中，通过对典型电磁产品的仿真设计，并模拟电磁场的特性，将理论与实践有效结合，强化学生对电磁场与电磁波的理解和应用，提高教学质量。 1.2、设计作用： 磁偶极子天线的近区场计算。让我们更好的理解与掌握Maxwell这个软件的作用，提高了我们的耐心，同时能看见电场线仿真出来的效果，使我们更加清楚电场线的分布。能对结果进行总结和分析。了解了我们所做题目的原理步骤。让我们对电磁场的学习深化，以便以后的学习更加容易。熟练使用Ansoft Maxwell 仿真软件，对电场、磁场进行分析，了解所做题目的原理。利用Ansoft Maxwell 软件仿真简单的电场以及磁场分布，画出电场矢量E线图、磁感应强度B线图，并对仿真结果进行分析、总结。将所做步骤详细写出，并配有相应图片说明。 2、设计任务及所用Maxwell软件环境介绍 2.1、设计任务 计算如下图所示所受磁偶极子线圈的近区场在边界上的坡印廷矢量及其辐射电阻。要求理解并掌握辐射边界的使用。 使用电流环的内径r=9.5mm，外径R=10mm,线圈材料为铜（copper）。环内通的电流为I=0.8A。 图表 1任务设计图 2.2、Maxwell软件环境： Ansoft Maxwell 软件特点：Ansoft Maxwell 是低频电磁场有限元仿真软件，在工程电磁场领域有广泛的应用。它基于麦克斯韦微分方程，采用有限元离散形式，将工程中的电磁场计算转变为庞大的矩阵求解，使用领域遍及电器、机械、石油化工、汽车、冶金、水利水电、航空航天、船舶、电子、核工业、兵器等众多行业，为各领域的科学研究和工程应用做出了巨大的贡献。 3、电磁模型的建立 3.1、建模 一、建模：Project Insert Maxwell 3D Design 二、保存：File Save as mengxianlei 三、选择求解器类型：Maxwell 3D Solution Type Eddy current 四、设置几何尺寸单位：Modele Units Select Units: meter 3.1.1、创建线圈 一、Draw Torus 二、输入中心点，线圈内径和线圈的外径分别为：（0,0,0）、（0.0095,0,0）和（0.001,0,0） 三、设置材料：Copper 四、重命名：coil 图表 2 设置线圈材料并重命名 图表 3建立并设置完成后的线圈图 3.1.2.创建计算区域sphere1 一、Darw sphere 二、输入中心点和球形计算区域的半径分别为：（0,0,0，）和（0.006,0,0） 三、设置材料：Vacuum 图表 4绘制完成的球形区域 3.1.3.创建激励电流加载图 一、Select coil 二、Modeler Surface Section 三、选择平面：YZ平面 四、分离两Section面：Modeler Boolean Separate Bodies 五、删除多余截面，并将剩余截面重命名为：current 图表 5激励电流加载面