Maxwell12[1].1应用培训-西安交通大学电气工程学.ppt

Maxwell 软件应用 V12.1 2 主要内容 Maxwell软件应用简介 Maxwell软件的安装过程 Maxwell 2D 界面功能 2D 电场计算建模 2D 模型求解 2D 图形后处理 3 Maxwell 软件简介 Maxwell 软件是Ansoft公司仿真软件系列中的电磁场分析模块， 在安装时可以看到Maxwell程序文件是安装在名为Ansoft的文件 夹下的。 Maxwell 2D 3D 磁场模块 静电场 电流场 瞬态场 温度场 参数化和优化设计 等效电路提取器 4 Maxwell V12 Maxwell V12 的仿真操作步骤为： 指定求解器类型 （Solution type） 创建几何模型并指定材料属性 （Draw Model & Material） 施加边界条件和源 （Boundary & Source） 添加求解选项并验证模型 （Add Solution Setup-Validate） 求解 （Analyze All） 后处理绘制场量图和取数据 （Result & Field Overlays） 5 ANSOFT软件的安装过程 1.把安装的软件包进行解压，解压出来的bin文件用虚 拟光驱载入进行安装。 2.安装结束后，把crack文件夹中的licence复制到 Ansoftadmin中。 3.把crack文件夹中的2008.exe复制到 Ansoftmaxwell12文件夹中，运行之。 4.把crack文件夹中的 复制到AnsoftMaxwell12中， 并运行，弹出对话框中浏览找到相应文件后，选择 Next，提示成功后即可运行程序。 6 Maxwell 图形界面 工程管理栏（ 最重要，所有 计算步骤都在 其中） 模型部件 管理栏 模型属性管理（名称，尺寸， 材料，颜色，透明度等） 信息提示栏（成功 ，错误原因都有提 示） 计算进度在此查看 模型结构、坐标系 、计算结果都在此 栏显示 菜单栏，下面是各菜单对应的快捷按钮 7 示例一： 平行平板电容器电场计算 假设平行极板相对板间距离足够大，即平板电容器之间电场分布可近似为 平行平面场，故采用XY平面建模分析； 考虑极板的厚度，并为降低极板边缘效应，在极板两侧边采用圆弧过渡； 设极板之间充满相对介电常数er=6的均匀电介质； 设极板截面长为100mm 端部圆弧为 R2.5 的半圆 板间距离为10mm 板间电压差为1000V 2D XY Plane Model Parallel Plate 8 启动原始界面中选择二维求解 选择二维（insert Maxwell2D design） 9 首先，右击后在solution type中选择求解类型 默认的为磁 场，选择静 电场 指定求解器类型 10 模型的建立以及指定属性 选择画图工具 也可以在菜单栏的“DRAW”中选择画图工具 注意：所有在按钮界面出现的工具按钮都可以在菜单栏找到相应菜单选项， 尽量用直观方便的按钮设计更迅速 11 平行板电 容器模型 计算区域外 边界（即绘 图区边界） 绝缘介质 （空气 Vacuum ） Note 计算中假设 绝缘介质充 满整个计算 区域 Tips 计算区域外 边界大小一 般取为求解 模型的35 倍（需根据 具体计算要 求而定）； 外边界需要 施加适当的 边界条件 12 材料属性的指定 点击选择材料 所有部件的材料属性也会在模型 管理栏显示，也可在此处右击相 应部件管理其属性 13 选择材料时弹出的对话框 在此输入材料名 称，如铜copper ，铝aluminum ，可以根据名称 直接搜索 对于在材料库中没有的材料要进行新的定义，但一般常见材料 如铝，铜等都可以在库中找到 1414 施加边界条件和源 按照提示的顺序点击并选择边界条件Boundary和激励Excitations选项 （也可在模型部件管理栏右击相应部件Assign Boundary或者Excitation） 15 Parallel Plate Setup Boundary / Source 平板电容器中上极板施 加电压为1000V； 下极板施加电压为0V； 外边界设为气球边界， 模拟无限大空间场 在选择外界为气球边界的 时候，一定要选择边界线 而不是整个面（为何选择 气球边界？各种边界的含 义？请参看相关书籍） 16 模型验证并添加求解选项 （Validate & Setup Solution 每个设计必须要设 定求解（solution setup），在此选 择求解的步长以及 计算允许误差 17 求解选项对话框 （Setup Solution） 输入计算的步长以 及误差精度，旁边 Convergence等其 他选项卡的设置请 自学 18 模型验证并添加求解选项 （Validate & Setup Solution 点击Validate验证是否完成了各个步骤，可以进行求解 验证对话框 19 如果右框中提示的每一个步骤都打钩了就能开始求解了， 有任何步骤还需要设置软件都会进行相关提示 20 求解 验证完毕点击Analyze all进行求解 21 在计算的时候在此框可以观察求解进度，此框左边的框中是软 件状态提示，任何操作成功或者失败都能在此看到提示 求解过程观察求解进度 22 求解过程中可以单击solution data 按钮查看求解进度，弹出左下的对 话框中的energy error项表示计算 能量误差，如果该项随着pass递减 ，则说明计算收敛，不收敛的话就 需要中止当前计算后通过改进模型 或者其他设置重新计算了 计算结束后也可以在Result中选择 Solution data的其他选项卡查看Force 、Torque、Matrix等各项特定属性 23 选择要分析的电 场特性以及该特 性所在的范围 提示栏提示求解成功后即进入“后处理” 右击需要查看属性的部件，选择Field后弹出此对话框 ，或者在工程管理栏的Field Overlay也能实现此功能 。 24 后处理：电场强度云图 双击结果图中的 数字栏可以修改 图的属性，弹出 下页所示对话框 25 点击可以选择画出电位等位线如 下页图所示 （电位线是电场分析的重要属性 ） 对话框中每项都对应各自属性， 任何修改可以在图中实时动态反 映出来，各项的含义请自己体会 电位线分布示意图 26 以上是对各种结果云图的演示说明，如果要提取各种曲线图和表格，请 在工程管理栏中的Result右击选择相应属性 曲线图和数据表格的提取 27 如果你想在结果中提取沿某一条线的电场特性或者数据： 1、在模型建立时就请先建立该路径线，对该路径线不要做其他任何设置。 （不需要设置材料） 2、计算完毕后在工程管理栏的Result中选择Create Field Report，曲线图选 择Rectangular plot，数据选择Data table，3D曲线图可自学，弹出如下对话 框。 3、Geometry中选择所沿的 路径线，曲线图的X,Y轴代表 的含义都可在此设置， Quantity选择所要显示的电场 特性。 4、单击New Report生成曲线 图或table。 5、Result中可以管理修改各 结果图的属性。 28 经验提示： 1、使用过程中养成软件及时保存的好习惯，虽然软件会默认每隔10项操 作后自动保存一次。 2、各个部件和文件名称尽量用英文字母，避免不必要的软件识别错误。 3、有问题先看Help帮助文档，再找他人帮忙，一般问题都能从Help中获 得帮助，不过全是英文的，。 4、一个project下可以有多个design，使用软件可以计算各种情况方便比 较，不同的计算结果尽量多保留，以不同