AnsysWorkBench电磁场培训教程.ppt

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1、Emag LFEmag LF电场培训手册电场培训手册电场培训手册电场培训手册 第第第第1 1章章章章安世亚太Emag LF 电场培训手册电场培训手册Emag LFEmag LF电场培训手册电场培训手册电场培训手册电场培训手册 第第第第1 1章章章章1-2目目 录录第第1章章电场有限元分析基础电场有限元分析基础第第2章章Emag LF 电场分析基础电场分析基础第第3章章ANSYS 前处理基本操作前处理基本操作第第4章章静电场分析（静电场分析（h法）法）第第5章章时谐、瞬态电场分析时谐、瞬态电场分析第第6章章开域问题模拟开域问题模拟第第7章章电容计算电容计算第第8章章静电场分析（静电场分析（p法）

2、法）Emag LFEmag LF电场培训手册电场培训手册电场培训手册电场培训手册 第第第第1 1章章章章第第1章章电场有限元分析基础电场有限元分析基础Emag LFEmag LF电场培训手册电场培训手册电场培训手册电场培训手册 第第第第1 1章章章章1-4内容摘要内容摘要概述电场求解方程静电场直流传导场电准静态场电场边界条件边值问题场域边界条件有限元方法简介Emag LFEmag LF电场培训手册电场培训手册电场培训手册电场培训手册 第第第第1 1章章章章1-5概述概述电磁问题分类低频（准静态场，忽略传播效应）高频（电磁波的传播）低频电磁场电场&磁场静态场&时变场静电场、静磁场时谐电场、时谐磁

3、场瞬态电场、瞬态磁场低频电磁场中电场与磁场是低频电磁场中电场与磁场是解耦解耦的的Emag LFEmag LF电场培训手册电场培训手册电场培训手册电场培训手册 第第第第1 1章章章章1-6Maxwell方程组方程组全电流定律全电流定律电磁感应定律电磁感应定律磁通连续性原理磁通连续性原理高斯定律高斯定律微分形式积分形式所有的宏观电磁问题都满足所有的宏观电磁问题都满足Maxwell方程组方程组有限元法有限元法边界元法边界元法Emag LFEmag LF电场培训手册电场培训手册电场培训手册电场培训手册 第第第第1 1章章章章1-7全电流定律变化的电场也产生磁场 （传导电流变化的电场）电流连续性方程（位

4、移电流）Maxwell方程组方程组电磁感应定律变化的磁场也会产生电场 （电荷变化的磁场）Emag LFEmag LF电场培训手册电场培训手册电场培训手册电场培训手册 第第第第1 1章章章章1-8磁通连续性原理表明磁场是无源场磁力线总是闭合曲线Maxwell方程组方程组高斯定律表明电场是有源场，电场的通量源是电荷电荷以发散的方式产生电场（电力线产生于正电荷，终止于负电荷）流进一个闭合面的磁通量流进一个闭合面的磁通量等于流出的磁通量等于流出的磁通量穿过某闭合面的总电通量等于穿过某闭合面的总电通量等于该面所包围的总电荷量该面所包围的总电荷量Emag LFEmag LF电场培训手册电场培训手册电场培训

5、手册电场培训手册 第第第第1 1章章章章1-9静电场方程静电场方程本构方程泊松方程泊松方程静电场为无旋场，电力线不能形成闭合曲线静电场为无旋场，电力线不能形成闭合曲线静电场为有源场，场源为电荷静电场为有源场，场源为电荷静电场分析中只使用媒质的介电常数，即只考虑电容效应静电场分析中只使用媒质的介电常数，即只考虑电容效应导体视为理想导体，为等电位体导体视为理想导体，为等电位体Emag LFEmag LF电场培训手册电场培训手册电场培训手册电场培训手册 第第第第1 1章章章章1-10直流传导场方程直流传导场方程拉普拉斯方程拉普拉斯方程本构方程直流传导场分析中只使用导电媒质的电导率，即只考虑电阻效应直

6、流传导场分析中只使用导电媒质的电导率，即只考虑电阻效应导体电位线性分布，不是等势体导体电位线性分布，不是等势体Emag LFEmag LF电场培训手册电场培训手册电场培训手册电场培训手册 第第第第1 1章章章章1-11电准静态场方程电准静态场方程同时计算介质的电容和电阻效应同时计算介质的电容和电阻效应忽略磁场变化的影响忽略磁场变化的影响时谐电场时谐电场同时使用介电常数和电导率参数同时使用介电常数和电导率参数Emag LFEmag LF电场培训手册电场培训手册电场培训手册电场培训手册 第第第第1 1章章章章1-12准静态电磁场准静态电磁场 E=0H=JXX电准静态场电准静态场（EQS）X磁准静态

7、场磁准静态场（MQS）XEmag LFEmag LF电场培训手册电场培训手册电场培训手册电场培训手册 第第第第1 1章章章章1-13电场分界面衔接条件电场分界面衔接条件介质分界面介质分界面由积分方程推导由积分方程推导分界面上电场切向连续，法向不连续分界面上电场切向连续，法向不连续Emag LFEmag LF电场培训手册电场培训手册电场培训手册电场培训手册 第第第第1 1章章章章1-14电场分界面衔接条件（电位形式）电场分界面衔接条件（电位形式）电位的衔接条件等等价价分界面两侧电位连续分界面两侧电位连续21a1b2a2b1Emag LFEmag LF电场培训手册电场培训手册电场培训手册电场培训手

8、册 第第第第1 1章章章章1-15电磁磁场边值问题电磁场求解方程电磁场求解方程边界条件边界条件初始条件初始条件分界面衔接条件场域边界条件电电磁磁场场问问题题求求解解求解电磁场问题即为求解满足给定条件的电磁场方程的问题求解电磁场问题即为求解满足给定条件的电磁场方程的问题（电磁场边值问题）（电磁场边值问题）唯一性定理唯一性定理Emag LFEmag LF电场培训手册电场培训手册电场培训手册电场培训手册 第第第第1 1章章章章1-16第一类边界条件（强制边界条件）已知边界上的电位值第二类边界条件已知边界上电位的法向导数电场场域域边界条件界条件电位线平行于边界电位线平行于边界电力线垂直于边界电力线垂直

9、于边界电力线垂直于电位线电力线垂直于电位线电场切向连续电场切向连续自然满足自然满足电通量垂直边界电通量垂直边界电通量平行边界电通量平行边界齐次Neumann边界条件在有限元方程推导过程中自动满足 Emag LFEmag LF电场培训手册电场培训手册电场培训手册电场培训手册 第第第第1 1章章章章1-17有限元法是将一个连续场域离散（剖分），构成若干个小块（称为“单元”）；整个连续场域的电磁问题转而变为求解每个小单元上的电磁场方程，然后再进行综合；连续的电磁问题变成计算离散的电磁矩阵方程有限元方法（有限元方法（FEM）简介介eeee单元(element)节点(node)en1n2n3单元内部的值由单元节点值通过数学函数插值获得Emag LFEmag LF电场培训手册电场培训手册电场培训手册电场培训手册 第第第第1 1章章章章1-18求解得到基本的电磁场量后，再根据相应的电磁场公式推导获得其他的场量有限元方法（有限元方法（FEM）简介介（,A,m）（E,D,B,H,F,T,L,C,）空间任一点的值有相关联的单元的节点值通过数学插值获得求解结果的精度与划分的网格质量和数量有关，也与划分单元的阶次有关有限元方法是基于微分方程的求解方法有限元方法是基于微分方程的求解方法