ansys電磁場(chǎng)分析指南-第九章3-d靜態(tài)、諧波和瞬態(tài)分析節(jié)點(diǎn)法-資料下載頁
2025-08-12 08:22本頁面
【導(dǎo)讀】Menu>Preferences>Magic-Nodal，便于使用相應(yīng)的單元和加載。與2-D靜態(tài)分析同樣的。方式定義物理環(huán)境，但要注意下面討論的存在區(qū)別的地方。對(duì)于節(jié)點(diǎn)法3–D靜磁分析，可選的單元為3D矢量位SOLID97單元，與2D單元不同。3D矢量位方程中，用INFIN111遠(yuǎn)場(chǎng)單元。來為無限邊界建模。該常數(shù)表示絞線圈的實(shí)際物理橫截面積，無論是否采用對(duì)稱性建模。定在線圈的長度方向上橫截面積是不變的。體積有限元線圈區(qū)的實(shí)際體積，而不是整個(gè)線圈的總體積。通過矢量的各個(gè)分量描述電流方向。DIRY,DIRZ)=.下面圖1中列舉了絞線型導(dǎo)體的90度圓弧，填充系數(shù)在線圈橫截面中導(dǎo)體所占的比例，可用以調(diào)整線圈阻抗。Menu>Solution>NewAnalysis、或者用命令A(yù)NTYPE,STATIC,NEW來定義一個(gè)新的靜態(tài)磁場(chǎng)分。析；或者用ANTYPE,STATIC,REST命令來重啟動(dòng)一個(gè)3-D分析。3D模型建議使用JCG或PCG法進(jìn)行求解。或CP命令或者相應(yīng)的等效路徑施加周期性或者循環(huán)對(duì)稱條件。在MKS單位制中，VLTG單位是伏特，電壓降載荷只對(duì)使。加電流到源導(dǎo)體，在MKS制中，電流密度JS單位為安/米2。，這個(gè)子步需10次平衡迭代。
【正文】 中所討論的那些條件。 在節(jié) 點(diǎn)法 3D瞬態(tài)分析中， SOLID62 也提供位移自由度（ UX， UY， UZ）。 在節(jié)點(diǎn)法 3D瞬態(tài)分析中，通過使用矢量 /標(biāo)量界面單元 INTER115，可以在非導(dǎo)體區(qū)用標(biāo)量位單元來建立模型。 在 3D中，為了模擬電路供電線圈，需要單元具有 AX、 AY、 AZ、 EMF 和 CURR 自由度。為了模擬塊導(dǎo)體，需要單元具有 AX、 AY、 AZ、 VOLT 和 CURR 自由度。 載壓線圈和速度效應(yīng)（僅 SOLID97 有效）要求用實(shí)常數(shù)來完整地描述線圈特性。詳見ANSYS 單元手冊(cè)中對(duì)該單元的描述。 加載和求解 節(jié)點(diǎn)法 3D瞬態(tài) 分析的加載過程基本上與 2D瞬態(tài)分析的加載過程（見第 4 章）相似，但應(yīng)注意如下事項(xiàng)： 如果把電流作為一種載荷加到 SOLID62 或 SOLID97 單元上，則必須要有 AX、 AY、 AZ 和VOLT 自由度。另外，要選擇集膚區(qū)截面上的全部節(jié)點(diǎn)，耦合這些節(jié)點(diǎn)的 VOLT 自由度并加電流載荷。 當(dāng)電壓作為一種載荷時(shí)，只能加到 SOLID97 單元上。 對(duì)于 3D和 2D瞬態(tài)分析的載荷步選項(xiàng)，請(qǐng)?jiān)斠姷?16章中的描述。 求解節(jié)點(diǎn)法 3D瞬態(tài)分析，按第 4章所描述的過程進(jìn)行。 觀察節(jié)點(diǎn)法 3D瞬態(tài)分析的計(jì)算結(jié)果 按第 4章中所描述的 后處理過程進(jìn)行。 標(biāo)勢(shì)法和矢勢(shì)法聯(lián)合使用 有時(shí)你的模型中有的部分最好使用標(biāo)勢(shì)法（用標(biāo)勢(shì)單元和 SOURC36 電流基元），而其它的部分則需要用到矢勢(shì)法（用矢勢(shì)單元），這時(shí)可將它們聯(lián)合起來使用。具體步驟和前面介紹的其它分析方法類似，即建立物理環(huán)境、建立模型，加載、求解，然后進(jìn)行后處理。 建立混合區(qū)域的 模型 先按照前面介紹的 RSP 方法建立模型的標(biāo)勢(shì)部分（注意不能用 DSP 方法或是 GSP 方法），再按照本章中介紹的方法建立模型的矢勢(shì)部分，最后再在標(biāo)勢(shì)區(qū)和矢勢(shì)區(qū)之間如下劃分INTER115 單元： 命令： ESURF GUI:Main MenuPreprocessorCreateElementsSurf EffectExtra Node Main MenuPreprocessorCreateElementsSurf EffectNo extra Node 注意： 不能使 INTER115 單元位 于空氣－鐵邊界上，不然會(huì)造成結(jié)果的不精確。應(yīng)確保該單元位于單一的均勻材料中，如空氣。 這種分析要求如圖 4所示的那樣令矢勢(shì)－標(biāo)勢(shì)界面（ INTER115 單元所在的地方）上的矢勢(shì)的垂直分量為零。這樣設(shè)置后，界面上滿足庫侖檢測(cè)條件并確保矢量勢(shì)的結(jié)果唯一。這種設(shè)置是很容易的：根據(jù)邊界的類型將節(jié)點(diǎn)旋轉(zhuǎn)到相應(yīng)的直角、柱、球、環(huán)等坐標(biāo)系中，再設(shè)置法向分量為零。旋轉(zhuǎn)節(jié)點(diǎn)坐標(biāo)系的方式是： 命令： NROTAT GUI:Main menuPreprocessorCreateNodesTo Active CS Main MenuPreprocessorMove/ModifyTo Active CS 矢量域和標(biāo)量域的界面 如果在矢勢(shì)區(qū)中存在著多連通域，則不能用標(biāo)－矢界面將它＂切開＂，例如，在閉合回路（多連通域）中存在的空氣＂洞＂中就不能有標(biāo)－矢界面，這時(shí)必須用矢勢(shì)單元把整個(gè)導(dǎo)體和空氣＂洞＂包圍起來，然后再用標(biāo)勢(shì)單元將 整個(gè)區(qū)域包圍起來，如圖 5所示。 INTER115 單元不能位于自由表面，但它單獨(dú)的某個(gè)邊卻可以。 SOURC36 單元要完全設(shè)置于標(biāo)勢(shì)區(qū)中，不要穿越 INTER115 單元或是矢勢(shì)單元。 INFIN115單元可以與標(biāo)量位單元 (SOLID5, SOLID96, 和 SOLID98)以及矢量位單元 SOLID97 聯(lián)合使用。關(guān)于 INFIN115 單元的詳細(xì)說明參見《 ANSYS 單元手冊(cè)》。 施加載荷、求解混合模型。 求解如圖 6所示問題時(shí)，請(qǐng)注意以下幾點(diǎn)： 在使用 INTER115 界面單元的標(biāo)勢(shì)區(qū)中，只能使用 RSP 方法。 在矢量位區(qū)域不包含導(dǎo)磁材料 可以在標(biāo)量位分析區(qū)域設(shè)置非渦流鐵區(qū)。但是，該區(qū)域可能會(huì)在計(jì)算的時(shí)候被取消，應(yīng)仔細(xì)檢查結(jié)果。 對(duì)于滿足了以上限制條件的問題，用 SOLID117 號(hào)單元（棱邊單元）完成分析。參見第6 章關(guān)于 SOLID117 號(hào)單元的說明。 關(guān)于加載和求解，請(qǐng)參見第 5章中的相應(yīng)部分。 觀察結(jié)果 對(duì) 該方法求解出的結(jié)果做后處理時(shí)，可使用本章前面介紹的方法和第 16 章中關(guān)于 RSP 一節(jié)中介紹的方法。
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