ANSYS电场分析教程(经典入门教程)

ANSYS电场分析教程(经典入门教程)2静电场分析（h方法）静电场分析用以确定由电荷分布或外加电势所产生的电场和电场标量位（电压）分布。该分析能加单元PLANE121维数形状或特征每个节点上的电压单元维数形状或特征SOLID122每个节点上的电压SOLID123每个节点上的电压单元维数取决于构成本单元的单元点四边形4节点或三角取决于构成本单元的单元类型每个节点1个；磁矢量位，温度，或电位AX、AY、AZ磁矢势，温度，电势，或磁标量势AZ磁矢势，温度AZ磁矢势，温度INFIN110INFIN111INFIN9INFIN472-D3-D2-D3-D无(超单MATRIX50形状或特征静电场分析过程由三个主要步骤组成：3定义工作名和标题：对于静电分析，必须定义材料的介电常数（PE电参数MKS制量纲乘数μMKSV制量纲电压V(kg)(m)2/(A)(s)31V(kg)(μm)2/(pA)(s)3导电率S/m(A)2(s)3/(kg)(m)3106pS/μm(pA)2(s)3/(kg)(μm)3(kg)(m)3/(A)2(s)310-6TΩμm(kg)(μm)3/(pA)2(s)3介电常数1(A)2(s)4/(kg)(m)3106pF/μm(pA)2(s)2/(kg)(μm)3J(kg)(m)2/(s)21012(kg)(μm)2/(s)2F(A)2(s)4/(kg)(m)21012(pA)2(s)4/(kg)(μm)2V/m(kg)(m)/(s)3(A)10-6V/μm(kg)(μm)/(s)3(pA)通量密度C/(m)2(A)(s)/(m)21pC/(μm)2(pA)(s)/(μm)2电参数MKS制量纲乘数μMSVfA制量纲电压V(kg)(m)2/(A)(s)31V(g)(μm)2/(fA)(s)3导电率S/m(A)2(s)3/(kg)(m)3109fS/μm(fA)2(s)3/(g)(μm)3(Kg)(m)3/(A)2(s)310-9(g)(μm)3/(fA)2(s)3介电常数(A)2(s)4/(kg)(m)3109fF/μm(fA)2(s)2/(g)(μm)3J(kg)(m)2/(s)21015fJ(g)(μm)2/(s)2F(A)2(s)4/(kg)(m)21015fF(fA)2(s)4/(g)(μm)2V/m(kg)(m)/(s)3(A)10-6V/μm(g)(μm)/(s)3(fA)4(fA)(s)/(μm)2通量密度C/(m)2(A)(s)/(m)2103fC(fA)(s)/(μm)2可以选择波前求解器（缺省）、预条件共轭梯度求解器（PCG）、和不完全乔列斯基共轭梯度求解器（ICCG）之一进行求解：静电分析中的典型载荷类型有：5详细信息可参见第16章“分析选项和求解方法”据：将所需结果读入数据库：6绘制矢量图：静电场分析求解的一个主要参数就是电容。在多导体系统中，包括求解自电容和互电容，以便在电有限元仿真计算，可以提取带（对地）电压降导体由于电荷堆积形成的“对地”电容矩阵。下面叙述一7容：等）。导体节点的部件名必须包括同样的前缀名，后缀为数字，数字按照1到系统中所含导体数目进行编导体节点的部件名必须包括同样的前缀名，后缀为数字，数字按照1到系统中所含导体数目进行编“Cond3”，最后一个部件“Cond3”应该为表示地的节点）：8）：情况下，不需特殊处理，直接将“地”作为基准设置为零如果远场单元（INFIN110和INFIN111）共9元类似的正定刚度矩阵高效处理开放区域的边界问详见本手册例题“用Trefftz方法进行静电分析(命令方法)”?2.选择菜单路径UtilityMenu>File>Ch3.输入"Microstriptransmissionlineanalysis."步骤2:定义参数2.输入下列参数，若发生输入错误，重新输入即可步骤3:定义单元类型1.选择MainMenu>Preprocessor>ElementType>Add/Edit/3.点击高亮度的"Electrostatic"和"步骤4:定义材料属性步骤5:建立几何模型和压缩编号1.选择MainMenu>Preprocessor>-Modeling-CX1域0Y1域0Y2域1Y1域0Y2域1Y1域1Y1域1MainMenu>Preprocessor>-Modeling-Operate>-Booleans-12.选择MainMenu>Preprocessor>Numberi步骤6:为模型各个部分指定属性为网格划分作准备2.把顶端的选项按钮由"Nodes"设置为"Areas.".7.选择MainMenu>Preprocessor>-Attributes-define>PickedAreas.点击PickAll.22.点击OK..步骤7:划分模型1.选择MainMenu>Preprocessor>-Meshing-SizeCn4.选择UtilityMenu>Selec5.确认顶部按钮设置为"Lines."步骤8:施加边界条件和载荷2.设置顶部按钮为"Nodes."3.设置下面的按钮为"ByLocati8.在"Min,Max"区域,输入0,.5.10.选择MainMenu>Preprocessor>Loads>-Loads-Apply>-Electric-Bou22.点击XCoordinates按钮.25.选择MainMenu>Preprocessor>Loads>-Loads-Apply>-Electric-Boundary>-Voltage-OnNo步骤9:对面进行缩放4.选择MainMenu>Preprocessor>-Modeling-Operate>Scale>Areas.8.在"Existingareaswillbe"区域,设置按钮为"Mo步骤11:存储分析结果1.选择MainMenu>GeneralPost4.在"Resultsdataitem"区域,点亮"Ene步骤12:画结果图2.设置"Numberingshownwith"区域为"Colorsonly."5.在"Itemtobecontoured"区域,点亮"DOFsolution"和"El步骤13:进行电容计算5.在"Typeofdatatoberetrieved"区域,点亮"ResulC=(w*2)/((V1-V0)**2)C=((C*2)*1e12)13.选择UtilityMenu>List>步骤14:完成分析选择MainMenu>Finish.点击QUIT，选择一种退出方式并点击OK./BATCH,LIST/PREP7/TITLE,MICROSTRIPTRANSMISSIONLAGLUE,ALLASEL,S,AREA,,1,2ASEL,ALL!SETAREAATTRIBUTESFORMSHAPE,1!Trianglemesh/SOLUTION/POST1/NUMBER,1地面与远场单元共边界，它们都视为接地导体。由于在程序内部远场单元节点为地本例题计算的对地和集总电容结果如下:(Cg)11=0.454E-4pF,(Cl)11=0.354E-?14.8.4本例的命令流如下：/batch,list/prep7/title,Capacitanceoftwoet,1,121!8-node2-delectemunit,epzro,8.854e-6!Setfree-spacepermittcm,cond2,node!Assignnodecomponentcm,cond3,node!Assignnodecomponenttog/solu/com==================================/com/comAnalyticalsolutionforcapacitanceis/com/comCself=4*Pi*Eps0*EpsR*R1/com/com==================================================================!!!!emunit,epzro,8.854e-6!freespacepermittivi!sphere,0,R1,0,360!conductoroute/view,1,1,1,1/replot!vsymm,x,all!reflecttocreatefullsymmetryvsymm,y,allvsymm,z,all!!mshkey,0!freemeshing!sphere,125!createsphericalvolumeforTrefftznodescm,tvol,volu!Trefftzvolumecomponent!!nsel,s,loc,x,r1!selectnodestzamesh,"tvol",,2!Create!!/solueqslv,jcg!selectjcgsolver!!cmatrix,1,"cond",1,1!symmetry=1,nocond=1,gro步骤1:开始分析4.输入标题SpheretoInf步骤2:定义分析参数2.输入下列参数：步骤3:定义单元类型1.选择MainMenu>Preprocessor>ElementType>Add/Edit/2.点击Add..步骤4:定义材料参数4.选择MainMenu>Preprocessor>Ma5.在定义材料模式的窗口，双击下列选项:Electromagneti步骤5:创建实体模型1.选择MainMenu>Preprocessor>-Modeling-Create>-Volumes-Sphere5.选择MainMenu>Preprocessor>-Modeling-Create>-Volumes-Block>ByDimensions.7.选择MainMenu>Preprocessor>-Modeling-Operate>-Booleans-Subtract>Volumes.10.选择MainMenu>Preprocessor>-Modeling-Reflect13.选择MainMenu>Preprocessor>-Modeling-Reflect16.选择MainMenu>Preprocessor>-Modeling-Reflect19.选择MainMenu>Prep步骤6:划分网格，建立有限元模型7.选择UtilityMenu>Select>Comp/Assembly>CreateComponent.步骤7:对有限元区域的外表面施加无限远表面标志3.选择UtilityMenu>Sel9.选择MainMenu>Preprocessor>Loads>-Loads-Apply>-Electric-Flag>-InfiniteSurf-OnNodes.步骤8:创建导体球表面节点部件1.选择UtilityMenu>WorkPlane>ChangeActiveCSto>GlobalSph