静态磁场中导体磁场的仿真计算VIP专享VIP免费

静态磁场中导体磁场的仿真计算1 提出问题在电磁学里，电磁场是一种由带电物体产生的一种物理场。处于电磁场的带电物体会感受到电磁场的作用力。电磁场与带电物体之间的相互作用可以用麦克斯韦方程和洛伦兹力定律来描述。电磁场是有内在联系、相互依存的电场和磁场的统一体的总称。随时间变化的电场产生磁场，随时间变化的磁场产生电场，两者互为因果，形成电磁场。电磁场可由变速运动的带电粒子引起，也可由强弱变化的电流引起，不论原因如何，电磁场总以光速向四周传播，形成电磁波。电磁场是电磁作用的媒介，具有能量和动量，是物质存在的一种形式，电磁场的性质、特征及其运动变化规律由麦克斯韦方程确定。ANSYS 软件提供了图形用户界面与命令流两种方式来分析电机电磁场问题。在电机电磁场计算中,命令流方式和图形用户界面方式相比,具有以下优点:通用性好,对于同系列、同型号的电机电磁场计算只要对电机的尺寸参数进行修改即可,而采用 ANSYS 的图形用户界面方式进行电机电磁场计算，每次计算都要重新输入图形,没有通用性;通过合理应用 ANSYS 的 APDL 语言编写一个两重循环程序就可实现转子自动旋转和自动施加励磁电流的功能，与 ANSYS 的图形用户界面方式相比，减少了人机交互的次数,缩短了计算时间。因此，作为一名电磁学的学习者，了解导体磁场的计算仿真过程很有必要，接下来我将通过 ansys 进行仿真计算，最终求得其磁场分析。此次仿真分析针对的是静态磁场，其求解步骤如下：1）创建物理环境；2）建立模型，划分网格，对模型的不同区域赋予特性；3）施加边界条件和载荷（激磁）；4）求解；5）后处理（查看计算结果）。2 矢量泊松方程1）选取第一类边界条件边界上的物理条件直接规定了物理量 u 在边界上的值，即a(aa(aa(av+ v+ v(axay6azLaaa(aA)a+az(dA)xr:u（s）=u（s）（sGr）1G1式中，u（s）为边界上给定的函数分布。G2）矢量泊松方程为了达到矢量磁位与磁感应强度 B 之间关系的相互单值性，对于稳态磁场,引入库仑规范VxA=0利用矢量恒等式 Vx（VxA）=V（V・A）-（V・V）A，则双旋度方程可转化为矢量泊松，即(V.vV)A=-J对于直角坐标系，可写作写成分量形式，可得到三个方程a(aa(aa(av —+v —+ v —axLax丿ayLay丿az - Laz丿a [-(aA、a-(aA「a(aA]—vz+v+ vaLaxayLayazLaz对于均匀线性介质，可简化为vV2A=-J3 建立导体模型建立一根无限场的圆形长直导体，导体有两部分组成，其内部导体半径Rl=20mm 外部导...