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第1章　ANSYS电磁场分析概述1

1.1 ANSYS概述1

1.2　电磁场分析对象1

1.3　ANSYS怎样分析磁场2

1.4　稳态、谐波和瞬态磁场分析7

1.5　关于棱边单元、标量位、矢量位方法的比较7

1.5.1 2-D和3-D磁场分析8

1.5.2　磁标量位方法8

1.5.3　矢量位分析方法8

1.5.4　棱边单元方法8

1.5.5　棱边单元法与矢量位方法的比较8

1.5.6　静态分析9

1.6　电磁场单元概述10

第2章　ANSYS分析理论基础12

2.1 电磁场理论基础12

2.1.1　标量磁位法14

2.1.2　求解方法14

2.1.3　矢量磁位法16

2.1.4　棱边通量自由度17

2.1.5　节点矢量位法的限制17

2.1.6　用复数形式表示的谐波分析18

2.1.7　非线性时间—谐波磁场分析19

2.1.8　电标量位法20

2.2　场量值的计算21

2.2.1　标量磁位结果21

2.2.2　矢量磁位结果22

2.2.3　磁力22

2.2.4　磁分析中的焦耳热24

2.2.5　电标量位结果25

2.2.6　静电力26

2.3 电压激励磁场分析和电路激励磁场分析26

2.3.1 电压激励磁场问题26

2.3.2 电路激励磁场问题27

2.4　高频电磁场仿真27

2.4.1 高频电磁场FEA原理27

2.4.2　边界条件和完全匹配层（PML）28

2.4.3　激励源30

2.4.4　高频参数的计算31

2.5　用LMATRIX和SENERGY宏命令计算电感、通量和能量39

2.5.1　微分电感的定义40

2.5.2　电感计算方法回顾41

2.5.3　使用的电感计算方法41

2.5.4　变压器和电机感应电压41

2.5.5　绝对通量计算42

2.5.6 电感计算42

2.5.7　绝对能量计算42

2.6 电容计算43

2.7 电导计算44

2.8　耦合效应45

2.8.1 单元45

2.8.2　耦合方法46

第3章　ANSYS基本操作过程54

3.1 建立模型54

3.1.1　指定作业名和分析标题54

3.1.2　选择分析类型55

3.1.3 定义单元的类型56

3.1.4　定义单元实常数56

3.1.5　定义材料特性56

3.1.6　创建几何模型57

3.2　加载和求解59

3.2.1 加载59

3.2.2　求解60

3.3　查看分析结果62

3.3.1　将数据结果读入数据库62

3.3.2　在POST1中观察结果62

第4章　ANSYS建模方法67

4.1 坐标系67

4.1.1 总体和局部坐标系67

4.1.2　显示坐标系68

4.1.3　节点坐标系68

4.1.4　单元坐标系68

4.1.5　结果坐标系68

4.2　工作平面69

4.2.1 生成一个工作平面69

4.2.2　增强的工作平面69

4.3　实体建模70

4.3.1 用自底向上的方法建模71

4.3.2　用自顶向下的方法建模73

4.3.3　用布尔运算雕刻实体模型74

4.3.4　移动和拷贝实体模型76

4.3.5 实体模型图元的缩放76

4.3.6　质量和惯量的计算77

4.4　对实体模型进行网格划分77

4.4.1　定义单元属性77

4.4.2　网格划分控制77

4.4.3 实体模型的网格划分78

4.4.4　改变网格80

4.5　修改模型80

4.6　直接生成81

4.6.1　定义节点81

4.6.2　定义单元81

4.7　选择和组件82

4.7.1 选择实体83

4.7.2　将几何体组集成组件与部件84

4.8　创建几何显示85

4.8.1　创建实体模型显示85

4.8.2　改变几何显示的说明85

4.9　创建几何模型结果显示86

4.9.1　创建结果的几何显示86

4.9.2　改变POST1结果显示规范87

第5章　ANSYS二维电磁场分析88

5.1　2-D静态磁场分析88

5.1.1 2-D静态磁场分析的基本步骤88

5.1.2　例题分析100

5.2　2-D谐波（AC）磁场分析156

5.2.1 2-D谐波（AC）磁场分析的基本过程156

5.2.2　例题分析163

5.3　2-D瞬态磁场分析184

5.3.1　2-D瞬态磁场基本过程184

5.3.2　例题分析186

第6章　ANSYS三维静态磁场分析——标量法197

6.1　标量法三维静态磁场分析基本过程197

6.1.1　创建物理环境197

6.1.2　设置GUI菜单过滤197

6.1.3　定义材料属性197

6.1.4　建立模型197

6.1.5　施加边界条件和载荷199

6.1.6　边界条件199

6.1.7　求解199

6.1.8　后处理200

6.2　例题分析200

第7章　ANSYS三维静态、谐波和瞬态磁场分析——矢量法215

7.1 节点法（MPV）3-D静态磁场分析215

7.2　节点法（MPV）3-D谐波磁场分析228

7.2.1　建立3-D谐波磁场分析的物理环境228

7.2.2　加载和求解232

7.2.3　观察结果232

7.3　节点法（MPV）3-D瞬态磁场分析232

7.3.1 建立3-D瞬态磁场分析的物理环境232

7.3.2　加载和求解233

7.3.3　观察结果233

7.4　标势法和矢量法联合使用233

7.4.1　建立混合区域的模型233

7.4.2　施加载荷、求解混合模型234

7.4.3　观察结果234

第8章　ANSYS三维静态、谐波和瞬态磁场分析——棱边单元法248

8.1　3-D静态磁场分析248

8.1.1　棱边法中用到的单元248

8.1.2　不同物理区域的特性248

8.1.3　完成一个棱边法静态场分析248

8.1.4　观察结果249

8.1.5　例题分析249

8.2　3D谐波磁场分析279

8.2.1 定义和设置模型的物理区域279

8.2.2　速度效应281

8.2.3　3-D谐波磁场分析的步骤282

8.2.4　观察结果282

8.2.5　例题分析282

8.3　棱边法3-D瞬态磁场分析291

8.3.1 3-D瞬态磁场分析的步骤291

8.3.2　观察结果292

第9章　ANSYS高频电磁场分析293

9.1 高频电磁场的有限元分析293

9.2　高频电磁场分析中用到的单元293

9.3　高频电磁场谐波分析294

9.3.1　建立物理环境294

9.3.2　建立模型、说明区域特性和剖分294

9.3.3　施加边界和激励（载荷）294

9.3.4　求解高频谐波分析300

9.3.5　高频谐波分析后处理301

9.4　高频电磁场模态分析303

9.5　例题分析303

第10章　ANSYS电流场分析339

10.1　稳态电流传导分析339

10.1.1 建立模型339

10.1.2　加载和求解339

10.1.3　观察结果340

10.1.4　多导体系统提取电导340

10.2　谐波准静态电场分析342

10.2.1　建立模型342

10.2.2　施加载荷和求解342

10.2.3　观察结果343

10.3　瞬态准静态电场分析343

10.4　例题分析344

第11章　ANSYS静电场分析374

11.1 h方法静电场分析374

11.1.1 h方法静电场分析所用的单元374

11.1.2　h方法静电场分析的步骤374

11.1.3　多导体系统电容的提取376

11.1.4　开域边界的Trefftz方法378

11.2　p方法静电场分析378

11.2.1　p方法的优点378

11.2.2　使用p方法378

11.3 例题分析380

第12章　ANSYS电路分析407

12.1 使用CIRCU124单元407

12.2 使用CIRCU125单元408

12.3　使用电路建模程序408

12.4　避免电路不合理408

12.5　静态（DC）电路分析409

12.5.1　建立静态电路分析模型409

12.5.2　加载和求解409

12.5.3　观察结果409

12.6　谐波（AC）电路分析409

12.7　瞬态电路分析410

12.8　例题分析410

第13章　ANSYS电磁耦合场分析429

13.1　耦合场分析的定义429

13.2　耦合场分析的类型429

13.3　顺序耦合场分析429

13.4　ANSYS多场（TM）求解器431

13.5　直接耦合场分析432

13.5.1　热—电分析433

13.5.2　压电分析433

13.5.3　压阻分析433

13.5.4　磁—结构分析434

13.5.5　电机械分析434

13.6　耦合电路仿真434

13.6.1 电磁—电路仿真434

13.6.2　电机械—电路仿真438

13.6.3　压电—电路仿真439

13.7　例题分析439

第14章　ANSYS磁宏和远场单元477

14.1　磁宏477

14.1.1 电磁宏477

14.1.2　使用电磁宏478

14.2　远场单元480

14.2.1　远场单元481

14.2.2　使用远场单元注意的事项481