ANSYS二维电场计算操作过程

实用标准文案电场有限元分析计算操作过程电场计算分h方法p方法2种。其中p方法仅用于3D，且其计算精度不受剖分单元大小的影响，所以使用比较方法，h方法可用于2D和3D，但计算时需注意剖分单元大小对计算结果的影响。1清空数据库开始新任务 utilitymenu →File→clear&StartNew 选Donotreadfile 点击OK→Yes2定义作业名utilitymenu→File→changeJobname3定义分析标题utilitymenu→File→changeTitle4选择分析类型MainMenu→PreprocessorElectric（静电场分析）h→method（h方法）p→methodElectr （p方法静电场分析）5建立模型（在此介绍用 AutoCAD2007 建立二维模型）注意：受ANSYS软件自身的约束所以要使模型简化（即用最简化的模型体现最真实的实际情况）5.1将你要分析的对象用 CAD画出，注：不同的材料要有自己独立的区域 (即两种材料不能共用同一条线)，对于圆要画成四个圆弧组成。5.2画出模型的外边界：边界可以是铁心中心或则铁心外表面，油箱箱壁，或则为无限远处（对分析结果没有影响处）。5.3将所有模型全部炸开（没有“块”存在），创建面域：绘图→面域→将所有模型选中，检查图形将多余的点、线以及重复或则不需要的块去掉，做到每种材料对应一个精彩文档实用标准文案块为准。5.4输出Sat文件：文件→输出→文件类型→ ACIS(*.sat) 文件名称及保存位置自己设定。导入模型utilitymenu →File→Import →Sat⋯选择你保存的sat文件，点击试图方向中的 FrontView.缩放模型（待定）Main Menu→Preprocessor→Modeling →Operate→Scale→Areas(2D)Volomes(3D)2D时将x，y方向模型缩小0.001倍(由mm改为m)3D时将x，y，z方向模型缩小0.001倍(由mm改为m)进行布尔运算Main Menu→Preprocessor →Modeling →Operate→Booleans→Dverlap→Areas(2D)Volomes(3D)压缩编号(可以省略)Main Menu→Preprocessor→Numberingctrls →compressNumbers定义材料种类和属性（电场计算中、电极可以当边界进行计算，如不当边界计算，需定义材料的相对介电常数，此时可将相对介电常数定义为很大的值）。Main Menu→Preprocessor→MaterialProps →MaterialModels电场计算中常用的材料属性就是 Electromagnetics →RelativePermittivity精彩文档实用标准文案相对介电常数 Constant （各自同性）(对于二维选此项即可)Orthotropic （各自异性）Anisotropic常用材料ε 油：2.2 纸：4.4 油浸纸：3.5 电缆纸：3.6 对于金属件取 10e11层压木：2.9 皱纹纸2.9定义单元类型和属性MainMenu →Preprocessor→ElementType →Add/Edit/Delete →AddElectrostatic 中，2D Qvad1213D Brick1223D Tet 123h法 2D PLANE121 单元 四边形 8节点 自由度为节点电压3D SOLID122 单元 砖形20节点自由度为节点电压或SOLID123单元 四面体 10节点P方法：3DSOLID127 单元 四面体 10节点自由度为节点电压3DSOLID128 单元 六面体 20节点Add单元类型和属性后点击 options Elementbehavior 选项中根据分析需要选择plane(平面)或则Axisymmetric( 轴对称)12附单元及材料属性Main Menu→Preprocessor→Meshing→MeshAttributes →PickedAreas(2D)PickedVolomes(3D)精彩文档实用标准文案剖分Main Menu→Preprocessor→Meshing→MeshTool在h方法中，如果存在电场明显集中的情况，应减小剖分单元的尺寸再计算一次，以确定误差。对于模型不是很大可以用下列方法：Main Menu→Preprocessor →Meshing →Size cntrls→Smartsize→Basic→1(fine)Main Menu→Preprocessor→Meshing→Mesh→Areas→Free→PickAll→OK13定义边界Main Menu→Solution(Preprocessor 中也有选项)→Define Loads→Apply→Electric→Boondary→Voltage→ on NodesJ-Normal(垂直边界) on Lineson AreasJ-Parallel(平行边界、平行边界不需定义，自动满足 )定义垂直边界之后，需在 Voltage→ onKeypointsonNodes 中设置边界的onLines 电压值onAreas14加载（只介绍加电压）Main Menu→Solution →Define Loads→Apply→Electric→Boondary →Voltage→onKeypoints( 点)精彩文档实用标准文案onNodes （节点）onLines (线)onAreas （面）电压为有效值，单位 V求解15.1选择分析类型MainMenu →Solution→AnalysisType→NewAnalysisSteady-State(稳态)（对于二维电场可以近似为此种状态）Harmonic( 谐性)15.2选择交流分析的求解器MainMenu →Solution→AnalysisType→AnalysisOptions用JacobiConjGrad 求解器（对单场问题的求解速度快）15.3如采用P方法（P方法仅用于3D）定义载荷前选项对于P方法求解，下列求解选项有效指定收敛标准指定P阶次控制考虑奇异15.4求解MainMenu →Solution→Solve→CurrentLS显示结果16.1 读入结果MainMenu →Generalpostproc →ReadResults→FirstSet精彩文档实用标准文案16.2 显示结果MainMenu →Generalpostproc →PlotResults→VectorPlot→PredefinedElecfulxdensD （电通密度）Flux&gradientElecfieldEF （电场强度）16.3 可以由下式计算电极之间的电容1We= C(V1-V0)2 We为静电能2C=2We/(V1-V0)2注意：在ANSYS中，只要选择谐性分析，则所有的载荷均应输入峰值，结果场强也为峰值，但电场计算中为读结果方便，输入的是有效值，场强也为有效值。但 We本来应是有效值，这时则比实际值小 2倍。（ 2）2=2，计算时要注意修正。显示We1)选中全部单元2）MainMenu →GeneralPostproc →ElementTable →DefineTable→Add选中Energy(能量)如果不起名，能量表示为 SENE.可在DefineAddit