AnsysWorkBench电磁场培训教程

会计学1AnsysWorkBench电磁场培训教程目录第1章电场有限元分析基础第2章EmagLF电场分析基础第3章ANSYS前处理基本操作第4章静电场分析（h法）第5章时谐、瞬态电场分析第6章开域问题模拟第7章电容计算第8章静电场分析（p法）第1页/共18页第1章

电场有限元分析基础第2页/共18页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第3页/共18页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、时谐磁场瞬态电场、瞬态磁场低频电磁场中电场与磁场是解耦的第4页/共18页Maxwell方程组全电流定律电磁感应定律磁通连续性原理高斯定律微分形式积分形式所有的宏观电磁问题都满足Maxwell方程组有限元法边界元法第5页/共18页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（位移电流）Maxwell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）第6页/共18页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等于流出的磁通量穿过某闭合面的总电通量等于该面所包围的总电荷量第7页/共18页静电场方程本构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，即只考虑电容效应导体视为理想导体，为等电位体第8页/共18页直流传导场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，即只考虑电阻效应导体电位线性分布，不是等势体第9页/共18页电准静态场方程同时计算介质的电容和电阻效应忽略磁场变化的影响时谐电场同时使用介电常数和电导率参数第10页/共18页准静态电磁场×E=0▽×H=JXX电准静态场（EQS）X磁准静态场（MQS）X第11页/共18页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分界面上电场切向连续，法向不连续第12页/共18页电场分界面衔接条件（电位形式）电位的衔接条件等价分界面两侧电位连续21a1b2a2b1第13页/共18页电磁场边值问题电磁场求解方程边界条件初始条件分界面衔接条件场域边界条件电磁场问题求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（电磁场边值问题）唯一性定理第14页/共18页第一类边界条件（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边界条件电位线平行于边界电力线垂直于边界电力线垂直于电位线电场切向连续自然满足电通量垂直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

第15页/共18页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（FEM）简介e①e②e③e④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第16页/共18页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（FEM）简介（,A,m）（

E,D,B,H,F,T,L,C,…