电磁场分析指南——静电场分析(h方法)

ANSYS 电磁场分析指南 14-1 第十四章 静电场分析（h 方法） 14.1 什么是静电场分析 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。该分析能加二种形式的载荷：电压和电荷密度。 静电场分析是假定为线性的，电场正比于所加电压。 静电场分析可以使用两种方法：h 方法和p 方法。本章讨论传统的h 方法。下一章讨论p 方法。 14.2 h 方法静电场分析中所用单元 h 方法静电分析使用如下ANSYS 单元： 表1. 二维实体单元 单元 维数 形状或特征 自由度 PLANE1212-D 四边形，8 节点 每个节点上的电压 表2. 三维实体单元 单元 维数 形状或特征 自由度 SOLID1223-D 砖形（六面体），20 节点 每个节点上的电压 SOLID1233-D 砖形（六面体），20 节点 每个节点上的电压 表3. 特殊单元 单元 维数 形状或特征 自由度 MATRIX50无(超单元) 取决于构成本单元的单元 取决于构成本单元的单元类型 INFIN1102-D 4 或8 节点 每个节点1 个；磁矢量位，温度，或电位 INFIN1113-D 六面体，8 或20 节点 AX、AY、AZ 磁矢势，温度，电势，或磁标量势 INFIN92-D 平面，无界，2 节点 AZ 磁矢势，温度 INFIN473-D 四边形4 节点或三角形3 节点AZ 磁矢势，温度 14.3 h 方法静电场分析的步骤 静电场分析过程由三个主要步骤组成： 1.建模 2.加载和求解 3.观察结果 14.3.1 建模 定义工作名和标题： 命令：/FILNAME，/TITLE GUI：Utility Menu >File>Change Jobname Utility Menu >File>Change Title 如果是GUI 方式，设置分析参考框： ANSYS 电磁场分析指南 14-2 GUI：Main Menu>Preferences>Electromagnetics：Electric 设置为Electric，以确保电场分析所需的单元能显示出来。之后就可以使用ANSYS 前处理器来建立模型，其过程与其它分析类似，详见《ANSYS 建模和分网指南》。 对于静电分析，必须定义材料的介电常数（PERX），它可能与温度有关，可能是各向同性，也可能是各向异性。 对于微机电系统（MEMS），最好能更方便地设置单位制，因为一些部件只有几微米大小。详见下面MKS 制到µMKSV 制电参数换算系数和MKS 制到µMSVfA 制电参数换算系数表 表4． MKS 制到µMKSV 制电参数换算系数表 电参数 MKS制量纲 乘数 µMKSV制 量纲 电压 V (kg)(m)2/(A)(s)31 V (kg)(µm)2/(pA)(s)3电流 A A 1012pA pA 电荷 C (A)(s)...