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第四章 第4节 三维电磁分析模拟 4.4-2 在交变场中的三维杆导体在交变场中的三维杆导体 问题描述 1/8 对称 外园导体是电流供电块导体 内杆是导磁/导电体 分析顺序 施加边界条件 执行求解 后处理 计算功率损失 观察径向功率分布 4.4-3 物理区域 外导体 r = 1 =.1714E-7 -m 内导体 r = 50 =1 E-7 -m 空气 自由空间: r = 1 励磁: 10,000 A (峰值) 1,000 Hz 对称平面 X-Y平面通量垂直 X-Z平面通量平行 Y-Z平面通量平行 单位: mm 外导体 内导体 4.4-4 在命令窗口输入ac3d建模 模型信息 单元类型: 边单元solid117 导体- AZ,VOLT自由度 空气-AZ 自由度 励磁导体：导体要建模 总电流加到截面的一个节点上 单元组件: 内导体: BAR 外导体: ELEMENT 4.4-5 靠近杆BAR外半径处要加密网格，以 满足集肤效应的计算要求（集肤厚度 ()上要有两个单元） BAR的边界 = ( f) -1/2 (m) 式中 = 磁导体= r 0 =50*1.256E-6 = 电导率 = 1 / = 电阻率 (Ohm-m) =1E-7 f = 场频率(Hz)=1000 = .77 mm 4.4-6 外导体的内半径外导体的内半径 由于集肤效应，外导体内半径 也要网格细化 = ( f) -1/2 (m) 式中 = 磁导率 = r 0 =1.256E-6 = 电导率= 1 / = 5.83E-8 f = 场频率 (Hz)=1000 =2.1 mm 4.4-7 在内导体对称平面加VOLT 约束 施加 VOLT约束 Soluapply-electric-boundaryon areas 选择内杆对 称端面平面 选择 OK 4.4-8 对于外导体对称平面: 在一个对称平面上施加 VOLT 耦合 在耦合端的一个节点上施加 电流值 在另一个对称面的全部节点 上施加VOLT约束（只对于 导体节点） 外导体施加10,000 安(峰值）1,000 Hz电流 4.4-9 在对称平面上加电压（VOLT）耦合 选择外导体对称平面上节点 建立耦合 Preproccouplin/ceqncouple dof Pick All 确保号码不重复 选择 OK 外导体 Y-Z对 称面节点 4.4-10 利用节点图，在一个关键点上加电流值 Preprocloadsapply-electric-excitationimpressed currents-on keypoints 选择 OK 选择任意一个角节点-它 对应于一个关键点 已加电流标志 4.4-11 外导体另一对称面的节点上加VOLT约束 Soluapply-electric-boundaryon areas 选择外导体Y=0 的 对称平面 选择 OK 4.4-12 通量平行边界条件: Y-Z 平面(X=0) X-Z 平面(Y=0) 在模型末端( Z 最大值位置）加通 量平行边界条件作为一个远程边界 条件 面上加边界条件 使整个模型激活 选择外表面 不选Z=0的平面 4.4-13 加通量平行条件 Preprocloadsapply- magnetic-boundary-flux parl- on areas 全部选取 在Z=0 处，通量垂直是自然边界 条件，对于边单元列式方法，不 要求加边界条件（自动满足） 不包括Z=0的外表面 约束AZ使通量平行 4.4-14 执行求解 Solunew analysis HARMONIC 频率为 1,000 Hz Solutime/frequencfreq&substps 选择 OK 4.4-15 确保激活整个模型 Utilityselecteverything 选择交流分析的求解器 Soluanalysis options 选择 OK 开始求解 Solucurrent LS 选择 OK 4.4-16 读取结果的虚数部分 Postprocby load step 选择虚数部分 选择 OK 利用预定义矢量图示，能观察杆内电流密度 Postprocplot results-vector plots-predefined 选择 OK 使箭头在几何体 上合理缩放 4.4-17 杆内电源虚数解的放大图示 4.4-18 后处理显示内导体杆功率损失(材料 2) 选择内导体( BAR 组件) Postprocelec&mag calcpower 后处理显示内杆功率损失(材料2) 选择内导体(BAR组件） Postprocelec&mag calcpower 4.4-19 图示功率损失密度 (PLOSSD) 激活BAR组件单元 图示PLOSSD 单元项 Postprocplot results 选择 OK 4.4-20 要观察功率损失深度，可将功率损失映射到路径上并按路径显示 选择与BAR单元组件相连的节点 在杆的对称面上定义一条路径 Postprocpath operationsdefine pathby nodes 在BAR组件每个转 角选择一个节点 选择 OK 4.4-21 将PLOSSD单元项映射到路径上 Postprocpath operationsmap onto path 选择 OK 4.4-22 坐标轴，栅格，曲线可用下列菜 单修改 Utilityplotctrlsstylegraph 显示 POWER路径选项 Postprocpath operations-plot path item-on graph 选择 OK 4.4-23 这也可以在几何图上绘制 选择BAR组件并图示单元 在命令窗口输入 /noerase 图示POWER路径 Postprocpath operations-plo