平行板电容-金属槽

1、一无限长金属槽，其三壁接地，一无限长金属槽，其三壁接地，另一壁与三壁绝缘且保持电位为另一壁与三壁绝缘且保持电位为100100V，金属槽截面为正方形（边，金属槽截面为正方形（边长为长为 a=4cm），试求金属槽内电），试求金属槽内电位的分布。位的分布。 000100 xoy一平行板电容，上板电位保持为一平行板电容，上板电位保持为1010V，下板电位保持为，下板电位保持为0 0V，试求平，试求平行板电容电位和电场分布情况。行板电容电位和电场分布情况。 010 xoy仿真实验要求在学习平板电容器在学习平板电容器4种情况下场分析的基础上种情况下场分析的基础上 分析下图所示结构的电场分布分析下图所示结构

2、的电场分布 计算金属接地槽中的电场分布，并与分离变量法计算金属接地槽中的电场分布，并与分离变量法的结果进行比较的结果进行比较 计算计算2-14、2-15（我提供部分程序）（我提供部分程序）211oyx1020aa304100sinax2-142-15建议建议 方法一：方法一：matlabPDE Tools 方法二：方法二：ansys交互式操作交互式操作 方法三：方法三：ansys命令流命令流case1case2case3case4/PREP7!前处理前处理U0=10d=2a=4episl=1ET,1,PLANE121 !定义单元类型定义单元类型1为为PLANE121MP,PERX,1,epis

3、l!定义材料定义材料1的介电常数是的介电常数是1RECTNG,-a/2,a/2,-d/2,d/2 LESIZE,all, , ,10, , , , ,1 !手动剖分：所有线分为手动剖分：所有线分为10段段!MSHAPE,0,2D !QuadMapped剖分剖分!MSHKEY,1AMESH,all!剖分所有面剖分所有面finish!前处理结束前处理结束/solu!进入求解器进入求解器NSEL,S,LOC,Y,d/2 ! SELECT UP BOUNDARY D,ALL,VOLT,u0NSEL,S,LOC,Y,-d/2 ! SELECT LOW DOWN BOUNDARY D,ALL,VOLT,0

4、Allselsolve !求解求解FINISH !求解结束求解结束/POST1 !进入后处理进入后处理PLNSOL,VOLT, ,0,!画电压云图画电压云图case1/PREP7!前处理前处理U0=10d=2a=4episl1=2episl2=10ET,1,PLANE121 !定义单元类型定义单元类型1为为PLANE121MP,PERX,1,episl1!定义材料定义材料1的介电常数是的介电常数是episl1MP,PERX,2,episl2!定义材料定义材料2的介电常数是的介电常数是episl2RECTNG,-a/2,a/2,-d/2 ,d/2 RECTNG,-a/2,a/2,-d/2,0 a

5、sel,allaovlap,allnumcmp,allasel,s,loc,x,0,a/2asel,r,loc,y,0,d/2aplot AATT,2,1 !介质介质2asel,s,loc,x,0,a/2asel,r,loc,y,-d/2,0aplot AATT,1,1 !介质介质1AllselLESIZE,all, , ,10, , , , ,1 !手动剖分：所有线分为手动剖分：所有线分为10段段MSHAPE,0,2D !QuadMapped剖分剖分MSHKEY,1AMESH,all!剖分所有面剖分所有面finish!前处理结束前处理结束/solu!进入求解器进入求解器NSEL,S,LOC,

6、Y,d/2 ! SELECT UP BOUNDARY D,ALL,VOLT,u0NSEL,S,LOC,Y,-d/2 ! SELECT LOW DOWN BOUNDARY D,ALL,VOLT,0Allselsolve !求解求解FINISH !求解结束求解结束/POST1 !进入后处理进入后处理PLNSOL,VOLT, ,0,!画电压云图画电压云图case2/PREP7!前处理前处理U0=10d=2a=4episl1=2episl2=10ET,1,PLANE121 !定义单元类型定义单元类型1为为PLANE121MP,PERX,1,episl1!定义材料定义材料1的介电常数是的介电常数是epi

7、sl1MP,PERX,2,episl2!定义材料定义材料2的介电常数是的介电常数是episl2RECTNG,-a/2,a/2,-d/2 ,d/2 RECTNG,-a/2,0,-d/2,d/2 asel,allaovlap,allnumcmp,allasel,s,loc,x,0,a/2asel,r,loc,y,-d/2,d/2aplot AATT,2,1 !介质介质2asel,s,loc,x,-a/2,0asel,r,loc,y,-d/2,d/2aplot AATT,1,1 !介质介质1AllselLESIZE,all, , ,10, , , , ,1 !手动剖分：所有线分为手动剖分：所有线分为

8、10段段MSHAPE,0,2D !QuadMapped剖分剖分MSHKEY,1AMESH,all!剖分所有面剖分所有面finish!前处理结束前处理结束/solu!进入求解器进入求解器NSEL,S,LOC,Y,d/2 ! SELECT UP BOUNDARY D,ALL,VOLT,u0NSEL,S,LOC,Y,-d/2 ! SELECT LOW DOWN BOUNDARY D,ALL,VOLT,0Allselsolve !求解求解FINISH !求解结束求解结束/POST1 !进入后处理进入后处理PLNSOL,VOLT, ,0,!画电压云图画电压云图case3/PREP7!前处理前处理U0=1

9、0d=2a=4episl1=2episl2=10ET,1,PLANE121 !定义单元类型定义单元类型1为为PLANE121MP,PERX,1,episl1!定义材料定义材料1的介电常数是的介电常数是episl1MP,PERX,2,episl2!定义材料定义材料2的介电常数是的介电常数是episl2K,1,-a/2,-d/2K,2,a/2,-d/2K,3 ,a/2,d/2K,4 ,-a/2,d/2L,1,2L,2,3L,3,4L,4,1L,3,1AL,1,2,5aplot asel,s,area,1AATT,2,1 !介质介质2AL,3,4,5aplot asel,s,area,2AATT,1,1 !介质介质1AllselLESIZE,all, , ,10, , , , ,1 !手动剖分：所有线分为手动剖分：所有线分为10段段MSHAPE,0,2D !QuadMapped剖分剖分MSHKEY,1AMESH,all!剖分所有面剖分所有面finish!前处理结束前处理结束/solu!进入求解器进入求解器NSEL,S,LOC,Y,d/2 ! SELECT UP BOUNDARY D