电磁场基础知识第四章-1.ppt

第四章第1节三维（3D）模拟三维（3D）模拟三维（3D）模拟三维（3D）模拟正如二维（2D）模拟一样，三维模拟功能也包括静态、交流和瞬态分析
缺省的线性材料为各向同性（只赋予MURX值）
三维（3D）材料选项包括对于所有三个方向的正交各向异性选项MURn和RSVn（n表示X、Y、Z三个方向）
BH磁化曲线能用于磁导率正交各向异性的任一个方向，其余方向为常数
在某正交各向异性方向应用BH曲线时，该方向的MURn应设置为零（只在正交各向异性材料中要求如此）
三维单元包括远场边界单元
与二维模拟相同，也支持复杂组合的物理区域
交流分析的绞线导体与块导体
电压与电流供电
复杂铁磁区域
具有模拟三维模型运动的功能
周期性边界条件
改变线圈电流
不相同网格
执行动画文件:mach3d.avi观察转子转动画单元列式直接影响到模拟的各个方面
施加通量垂直和平行边界条件
何为自然边界条件？
何为自由度约束？
BH数据对收敛敏感性的影响
ν-B2曲线与μ-H曲线
模拟激励的方法（绞线圈）
可在模型中包含铁磁区
模型中的铁磁-空气界面
后处理
通量计算（电动势（EMF）计算的起始点）
“磁力线”显示

三维（3D）模拟功能包括三种单元列式类型
标量势单元列式（静态1）[SOLID96]
简化标势法(RSP)用于没有线圈的铁-空气界面模型
差分标势法(DSP)用于具有单通量路径的铁-空气界面模型
通用标势法(GSP)用于具有多通量路径的铁-空气界面模型
单元边列式（静态、交流、瞬态)[SOLID117]
包含任意铁磁区域
周期对称模型必须为全模型-不能有耦合
磁矢量势(MVP)列式（静态、交流、瞬态）[SOLID97]
无铁磁区域

(1)如果模型中还有矢量势和界面单元INTER115，标量法能用于交流和瞬态模拟标量势单元列式
自由度:MAG
通量垂直边界条件：
MAG自由度必须被约束或耦合
通量平行边界条件：
这是自然边界条件，不要求施加。这种边界条件施加到模型边界上，不采用约束或耦合。有相应的菜单来施加标量法的通量平行条件，但只是一个注意项而已，无须使用。
分析中BH曲线的使用
必须检查μ-H曲线，保证其是“光滑”的

μ-H曲线由下面菜单绘制
Utility>plot>datatables标量势的激励是基于Biot-Savart计算的，使用预先定义的线圈形状-sourc36单元。因此，对应于线圈或杆导体的有限元区域不必直接建模（象二维磁矢势分析那样）线圈原型常用于某些类型的致动器，但多数情况下，该线圈以ARC型和BAR型相组合构成“跑道”形线圈
本章后面对此有详细描述sourc36单元定义
它们不要求连接成连续单元
三个节点用于定义线圈原型的取向和一个特征长度
在单元实常数中定义导体厚度和电流（安匝数），模型中所用厚度相应于导线位置而不是绝缘厚度单元的节点：
节点K处于线圈中心位置即节点1(0,0,0)
节点I处于线圈中间半径位置即节点2(0.1,0,0)
节点J决定了线圈取向的定义，即节点3(0,0.1,0)
生成单元前需要定义sourc36单元，该单元无单元类型选项
Preproc.>elementtype>add/edit/delete[ADD]

单元实常数设置号应该是唯一的，或其它相同线圈一致。实常数应在生成单元前定义。
Preproc>realconstants
完成线圈定义先生成单元前，要设置单元属性
Preproc>create>elements>elemattributes
单元类型
实常数（如前面幻灯片所定义的）
人工生成单元（不用自动生成网格）
Preproc>create>elements>-autonumbered-thrunodes
(顺次选取节点2,3和1）
如果要根据实常数中设置的尺寸来显示线圈图形，则图形设置必须变更。
Utility>plotctrls>style>sizeandshape在某些情况下，要求将“增强图形”方式转换为“全图形”方式
Utility>plotctrls>style>hiddenlineoptions利用改变实常数数据可改变线圈特征
Preproc>realconstants
选择EDIT(初始生成的设置）应建完整的线圈组模型
实际上有例外
线圈远离铁芯区域，对铁芯内磁场产生不重要的影响标量列式包括三种型式的标量势，每一种适用于特定的物理区域。
可以采用简化标量势(RSP)的物理区域有:
铁磁区和永磁体
无线圈的铁磁区域
无铁磁介质的线圈RSP优点:
模拟分析为单步求解
相对于其它标量方式，其计算量最小

RSP缺点:
“数值相消”使RSP方法在铁磁模型内不能使用sourc36单元励磁
RSP方法适用于模拟含有铁空气界面和永磁体的系统——分析目的为确定转