参数扫描问题实例：恒定磁场力矩计算

1、电磁场与电磁波实验报告实验三 班级：通信2班 姓名：闫振宇 学号：1306030222 日期： 实验3 参数扫描问题实例：恒定磁场力矩计算1. 实验目的和任务a. 学习软件 Ansoft maxwell 软件的使用方法；b. 巩固恒定磁场的基本理论；c. 通过软件的学习掌握运用 Ansoft Maxwell 进行恒定磁场仿真的流程；d. 熟悉 Ansoft maxwell 参数扫描功能。2. 实验内容1) 巩固 Ansoft Maxwell 有限元分析步骤；2) 会用 Ansoft Maxwell 后处理器和计算器对仿真结果分析；3) 恒定磁场力矩计算。3. 实验原理恒定电流周围空间中存在的一

2、种特殊形态的物质。磁场的基本特征是对置于其中的电流有力的作用。4. 实验步骤计算如下图所示铁块所受线圈磁场的作用力。要求对线圈中的电流和铁块的高度做参数扫描，计算不同设置值时，作用力的大小。4.1 建模（Model）Project Insert Maxwell 3D DesignFileSave as Parametric（工程命名为“Parametric”）选择求解器类型：Maxwell Solution Type Magnetostatic4.2 创建线圈Draw Regular Polyhedron（创建多边形柱体1）Center Position（中心点坐标）： （X,Y,Z）（0,

3、0, 0）mmStart Position（起点坐标）：（X,Y,Z）（1.25, 0,0）mmAxis（对称轴）：ZHeight（柱体高度）：0.8mm多边形边数：Number of Segments: 36将多边形重命名为Polyhedron1选中Polyhedron1（创建多边形柱体2）CTRL_C，CTRL_V修改相关设置Center Position（中心点坐标）： （X,Y,Z）（0, 0, 0）mmStart Position（起点坐标）：（X,Y,Z）（1, 0,0）mmAxis（对称轴）：ZHeight（柱体高度）：0.8mm多边形边数：Number of Segments:

4、 36将多边形重命名为Polyhedron24.3 创建线圈选中Polyhedron1，Polyhedron2Modeler（建模） Boolean Subtract（减去）Blank Park: Polyhedron1Tool Park: Polyhedron2将Polyhedron1重命名为CoilAssign Material copper（设置材料为铜）4.4 创建铁块模型Draw Box任意创建一个6面体尺寸参数设置如下：注意：ZSize参数的值为：“SlugHeight”图4-1 Zise设置图将六面体重命名为SlugAssign Material iron（设置材料为iron）图

5、4-2 仿真结果图4.5 创建计算区域（Region）Draw RegionPadding Percentage：200%4.6 创建激励电流加载面（Create Section）Select CoilModeler Surface SectionSection Plane: YZ平面Modeler Boolean Separate Bodies（分离两Section面）删除1个截面Select 1个截面，Del将剩下的1个截面重命名为“Section1”4.7 设置激励（Assign Excitation）选中线圈截面：Section1Maxwell 3D Excitations Assig

6、n CurrentValue: AmpTurnsType: Stranded（线形激励电流）4.8设置计算参数（Assign Executive Parameter）选中 Slug（弹头）Maxwell 3D Parameters Assign ForceName: Force 1Type: Virtual4.9 设置自适应计算参数（Create Analysis Setup）Maxwell 3D Analysis Setup Add Solution Setup最大迭代次数： Maximum number of passes ： 5误差要求： Percent Error: 1%每次迭代加密剖

7、分单元比例： Refinement per Pass : 30%4.10 创建参数扫描设置Maxwell 3D Optimetrics Analysis Add Parametric点击Add，创建扫描参数variable选择： SlugHeightlinear stepStart =1, Stop =2, Step = 0.5点击Add 按键将SlugHeight的扫描设置添加到右边空白栏variable选择： AmpTurns （设置安匝数的扫描）linear stepStart =100, Stop =200, Step =50点击Add 按键将AmpTurns的扫描设置添加到右边空白栏

8、图4-3 创建参数扫描设置参数点击 Calculations子菜单点击 Setup Calculations图4-4 设置Calculations点击Add CalculationsSetup1出现在Setup Sweep Analysis菜单中点击Done在Options 子菜单中选中如下设置图4-5 Options设置a. “Save Field and Mesh ” :在每一步参数扫描计算后，保存相应的计算场量和剖分信息，一般，系统为节约内存，默认不保存。b. “Copy geometrically equivalent meshes” 在下次计算中， 可重复使用上次计算时未变形的模块的剖分数据。一般来说，频率扫描时，不推荐使用该选项，因为Ansoft的剖分算法是与频率相关的。5. 检查并计算Check在Project Manager 窗口Optimetrics右键点击 ParametricSetup1选择 Analyze6. 查看结果右键点击 ParametricSetup1选择View Analysis Result图6-1 结果显示图在Project Manager 窗口右键点击Create Report图6-2 设置参数图点击New Report图6-3 结果