第十五章 静电场分析(P方法) 15
1 P方法分析定义 P方法获得的结果,如电势(电压)、电场、电通量密度、静电力或能量等,可达到你要求的精度
P方法使用高阶有限元(P阶次)来逼近真解
P方法的求解过程是:基于初始有限元网格,对给定初始阶次的P单元进行求解,随后增加部分P单元的阶次后,再次基于有限元网格求解
每次迭代结果与一系列收敛标准相比较
这些收敛标准可以是:模型上某点上的电势、电场或电通量密度、总的储存能量和总的作用力(Maxwell应力张量)
P阶次愈高,结果愈趋近于真实解
使用 P方法时,不一定只能用 P单元生成的网格求解
当使用 P单元生成网格时,P方法最有效,但并不一定非得这样
当然,可以用 P单元建模和分网,但也能用带中间节点的h-单元(ANSYS或 CAD软件包生成)生成的网络,进行 P方法求解
这提供了独立生成网格,利用 P方法求解的灵活性
对于任何网格,P方法皆能自动改善计算结果
2 使用 P方法的优点 对于静电分析,P方法求解选项提供了许多传统的h-方法所不具备的优点
其中最大的优点是:不需要用户严格控制网格大小,即可获得所要求的求解精度
如果用户对有限元分析不熟悉,或没有划分网格的实际经验,则可用这种方法,因为它不受人工分网格精度的影响
另外,P方法自适应细分网格提供的误差估计比 h-方法更为精确,且能计算局部和总体误差(例如,作用在一个体上的总力)
例如,如果需要在电介质某击穿点位置处得到高精确解,或得到某个体上的受力,P方法提供了要获得这种精确结果的最佳途径
3 使用 P方法 P方法静态分析过程主要有如下四个主要步骤: 1
选择 P方法 2
加载和求得解 4
观察结果 每一步将在下列各节中详细讨论 15
1 选择 P方法 有二种方法可激活P方法求解:通过GUI或定义P单元[ET命令]
·通过GUI