基于ANSYS平台地电磁场数值仿真.docVIP

实验报告 实验名称 基于ANSYS平台的电磁场数值仿真 课程名称 工程电磁场 院系部：电气与电子工程学院 学生姓名： 同组人： 指导教师： 实验日期： 专业班级： 试验台号： 学号： 成绩：  华北电力大学 实验二 基于ANSYS平台的电磁场数值仿真 实验目的 在仿真过程中学会使用ANSYS软件。 学会边值问题的建模方法。 学会用仿真软件检验对电磁场分布的猜测。 实验类型 本实验为验证型教学实验。 实验仪器 配备有ANSYS软件平台的台式计算机。 实验原理 本实验是在ANSYS平台上开发的。ANSYS是国际上著名的有限元软件包，可对结构力学、流体力学、传热学和电磁学等领域的问题进行求解。其特点是图形界面友好，易学，前后处理功能强大。在ANSYS平台上开发电磁场数值仿真实验，只需将问题的求解过程描述清楚，按照给定步骤上机操作，即可得到预期结果。 实验内容 图1 仿真计算模型（图中a、D可自定） 仿真实验包括静电场试验和恒定磁场试验，可任选一个（本实验选作静电场试验）。对于静电场试验，图1中两导体点位分别为100V和-100V；对于恒定磁场试验，图1中两导体电流密度分别为10000A/㎡和-10000A/㎡。根据几何结构和源分布的对称性，仿真实验可选用1/4或1/2平面进行建模。 实验分为两步：第一步，按照给定步骤和给定参数上机操作；第二步，尝试改变某些参数，观察仿真结果的变化。 实验步骤及结果 打开ANSYS软件，并熟悉各项操作。 给定材料相对介电常数，设定内部单元类型，设定外部无限单元类型，并创建几何模型。 选择模型各部分之间集合运算，删除导体部分，定义区域属性。 进行外部无限单元划网格和内部有限单元划网格。 在导体表面加电位，左侧导体加-100V电位，右侧导体加100V电位。 给无限边界加标志。 求解。 网格剖分图 显示电位9色云图 电位云图 显示等电位线分布 等电位线分布图 10、箭头显示电位移矢量或电场强度 电位移矢量图 电场强度图 11、退出ANSYS软件。 七、思考题 1、在仿真过程中，因为整个平面中的电荷和电解质关于1/4或者1/2具有对称性，也就是说整个平面的电场、电位等关于1/4或者1/2平面对称。所以可以采用1/4或者1/2平面建模。 2、网格剖分的疏密程度对仿真结果有影响。ANSYS有限元网格划分是进行数值模拟分析至关重要的一步，它直接影响着后续数值计算分析结果精确性网格数量的多少将影响计算结果的精度和计算规模的大小。一般来讲，网格数量增加，计算精度会有所提高，但同时计算规模也会增加的。 无限长圆柱导体 无限长圆柱导体 a D