ANSYS恒定磁场仿真演示分析

模拟永磁体的实例Br 与Hc, ur=Br/（u0*Hc）赋值时磁导率赋ur，矫顽力赋Hc!********************************************! 说明：该例子演示一个永磁体的磁场（使用了infin9单元）!********************************************/TITLE, alextest, Test for Permanent Magnet*go,:start:start !利用这个可以让ansys有选择性的读取输入文件!JPGPRF,500,100,1 ! MACRO TO SET PREFS FOR JPEG PLOTS/PREP7emunit,mks !定义电磁单位为国际标准单位，即μ0=4 Pi e-7 henries/meter!********************************************! 定义单元类型*!********************************************ET,53,PLANE53 ! Define PLANE 53 as element typeET,9,INFIN9 !无限外界（注意：系统原点一定不能在infin9类型的节点上）!********************************************! 定义材料*!********************************************MP,MURX,1,1 !Define material properties (permeability) !定义空气（磁导率=1）HC=895000 ! Coercive force!表示矫顽力有的地方为895000TB,BH,2,,30TBPT,, 130.000000 , 0.100000000TBPT,, 170.000000 , 0.200000000TBPT,, 197.000000 , 0.300000000TBPT,, 218.000000 , 0.400000000TBPT,, 250.000000 , 0.500000000TBPT,, 290.000000 , 0.600000000TBPT,, 338.000000 , 0.700000000TBPT,, 400.000000 , 0.800000000TBPT,, 472.000000 , 0.900000000TBPT,, 570.000000 , 1.00000000TBPT,, 682.000000 , 1.10000000TBPT,, 810.000000 , 1.20000000TBPT,, 975.000000 , 1.30000000TBPT,, 1600.00000 , 1.40000000TBPT,, 2520.00000 , 1.50000000TBPT,, 3520.00000 , 1.60000000TBPT,, 4760.00000 , 1.70000000TBPT,, 8300.00000 , 1.80000000TBPT,, 12000.0000 , 1.90000000TBPT,, 17000.0000 , 2.00000000TBPT,, 23000.0000 , 2.10000000TBPT,, 32000.0000 , 2.20000000TBPT,, 42500.0000 , 2.30000000TBPT,, 44500.0000 , 2.32000000TBPT,, 48200.0000 , 2.35000000TBPT,, 52200.0000 , 2.37000000TBPLOT,BH,2,,,/IMAGE,SAVE,BH2,JPEG !将材料2的B-H曲线存储成bh2.jpg mp,mgxx,2,0 !对于永磁铁，必须定义mgxx（或mgyy）mp,mgyy,2,hc!********************************************!* 建立模型*!********************************************/PNUM,AREA,1 !定义显示模式wall=20hall=10w1=4h1=2!x1=(wall-w1)/2!x2=x1+w1!y1=(hall-h1)/2!y2=y1+h1!rectng,0,wall,0,hall!rectng,x1,x2,y1,y2rectng,-wall/2,wall/2,-hall/2,hall/2rectng,-w1/2,w1/2,-h1/2,h1/2aovlap,allnumcmp,area !将生成的面重新编号aplot!/eof !配合前面的:start使用!********************************************!建立材料属性!********************************************asel,s,area,,1 !选择中间的磁铁aatt,2asel,s,area,,2 !选择周围的空气aatt,1!********************************************!建立单元类型，并划分网格!********************************************asel,alltype,53lsel,s,line,,1,4 !选择所有的无限外边界type,9 !设定为infin9单元lesize,all,,,30 !划分为30等份lmesh,all !开始划分lsel,s,line,,5,8lesize,all,,,20 !将磁铁边界的每条边分成20等份asel,allamesh,all!********************************************!建立载荷!********************************************ESEL,ALLNSEL,EXTD,ALL,AZ,0!********************************************!求解!******************************************** ALLSEL,ALLMAGSOLV!********************************************!后处理!********************************************FINISH/POST1PLF2D,27,0,10,1 !显示磁力线/IMAGE,SAVE,mf,JPEG !将磁力线保存成jpg文件说明：1）如果输入文件写成：mp,mgxx,2,hcmp,mgyy,2,0那么，得到的磁力线为：（也就是磁极在x轴上。

电磁场仿真实验报告求平行输电线周围的电位和电场分布一、报告要求：该生学号尾号为1，建立3条垂直排布的导线。

电位由下到上分别为1V，2V，3V，如下图所示：二、模型说明：静电场计算，求解区域为模型的5倍，截断边界条件。

最下方导线对地高度为10米，导线半径为0.01米，导线之间间距为5米。

（即：H1=10m，H2=15m，H3=20m，U1=1V，U2=2V，U3=3V，R0=0.01m，求解区域为一半圆，题目要求求解区域为模型的5倍，模型尺寸认为是40m，故取半圆半径L=200m。

）如下图所示：三、实验步骤：1、确定文件名，选择研究范围。

点击Utility Menu>File>Change Title，输入你的文件名。

例如“姓名_学号”（ZLM_2012301530051）点击Main Menu>Preferences，选择Electric。

点击Main Menu>Preprocessor>，进入前处理模块(command: /TITLE,ZLM_2012301530051/COM,Preferences for GUI filtering have been set to display:/COM, Electric/PREP7 )2、定义参数点击Utility Menu>Parameters>Scalar Parameters，在下面“Selection”空白区域填入参数：H1=10H2=15H3=20R0=0.01U1=1U2=2U3=3每一个参数输入完毕，点击“Accept ”按钮，输入的参数就导入上方“Items”指示的框中，等参数导入完毕后，点击“close”按钮关闭对话框。

(command: *SET,H1,10*SET,H2,15*SET,H3,20*SET,R0,0.01*SET,U1,1*SET,U2,2*SET,U3,3)3、定义单元类型点击Main Menu>Preprocessor>Element Type>Add/Edit/Delete，出现单元类型对话框“Element Types”，点击Add，弹出单元类型选择库对话框“Library of ElementTpes”选择Electrostatic 和2D Quad 121（二维四边形单元plane121）。

电磁场仿真实验报告求平行输电线周围的电位和电场分布一、报告要求：该生学号尾号为1，建立3条垂直排布的导线。

电位由下到上分别为1V，2V，3V，如下图所示：二、模型说明：静电场计算，求解区域为模型的5倍，截断边界条件。

最下方导线对地高度为10米，导线半径为0.01米，导线之间间距为5米。

（即：H1=10m，H2=15m，H3=20m，U1=1V，U2=2V，U3=3V，R0=0.01m，求解区域为一半圆，题目要求求解区域为模型的5倍，模型尺寸认为是40m，故取半圆半径L=200m。

）如下图所示：三、实验步骤：1、确定文件名，选择研究范围。

点击Utility Menu>File>Change Title，输入你的文件名。

例如“姓名_学号”（ZLM_2012301530051）点击Main Menu>Preferences，选择Electric。

点击Main Menu>Preprocessor>，进入前处理模块(command: /TITLE,ZLM_2012301530051/COM,Preferences for GUI filtering have been set to display:/COM, Electric/PREP7 )2、定义参数点击Utility Menu>Parameters>Scalar Parameters，在下面“Selection”空白区域填入参数：H1=10H2=15H3=20R0=0.01U1=1U2=2U3=3每一个参数输入完毕，点击“Accept ”按钮，输入的参数就导入上方“Items”指示的框中，等参数导入完毕后，点击“close”按钮关闭对话框。

(command: *SET,H1,10*SET,H2,15*SET,H3,20*SET,R0,0.01*SET,U1,1*SET,U2,2*SET,U3,3)3、定义单元类型点击Main Menu>Preprocessor>Element Type>Add/Edit/Delete，出现单元类型对话框“Element Types”，点击Add，弹出单元类型选择库对话框“Library of ElementTpes”选择Electrostatic 和2D Quad 121（二维四边形单元plane121）。

第1篇一、实验目的本次实验旨在通过磁力仿真分析，探究电磁铁磁力大小与电流大小、线圈匝数、铁芯材料等因素之间的关系，并验证理论分析的正确性。

二、实验原理电磁铁的磁力大小与电流大小、线圈匝数、铁芯材料等因素有关。

根据安培环路定律和法拉第电磁感应定律，电磁铁的磁感应强度B可以表示为：\[ B = \mu_0 \cdot \frac{N \cdot I}{l} \]其中，\(\mu_0\)为真空磁导率，N为线圈匝数，I为电流大小，l为线圈长度。

三、实验材料1. 仿真软件：COMSOL Multiphysics2. 电磁铁模型：铁芯、线圈、导线3. 电流源、电压源、电阻等元件4. 铁芯材料：软磁性材料、硬磁性材料四、实验步骤1. 建立电磁铁模型：使用COMSOL Multiphysics软件建立电磁铁模型，包括铁芯、线圈、导线等部分。

2. 设置边界条件：根据实验需求设置边界条件，如电流源、电压源、电阻等。

3. 材料属性：根据实验需求设置铁芯材料属性，包括磁导率、电阻率等。

4. 求解：使用COMSOL Multiphysics软件进行仿真求解，得到电磁铁的磁感应强度分布。

5. 结果分析：分析仿真结果，验证理论分析的正确性，并探究电磁铁磁力大小与电流大小、线圈匝数、铁芯材料等因素之间的关系。

五、实验结果与分析1. 电流大小对磁力的影响：仿真结果表明，随着电流大小的增加，电磁铁的磁感应强度也随之增加。

这与理论分析相符，说明电流大小对电磁铁磁力有显著影响。

2. 线圈匝数对磁力的影响：仿真结果表明，随着线圈匝数的增加，电磁铁的磁感应强度也随之增加。

这与理论分析相符，说明线圈匝数对电磁铁磁力有显著影响。

3. 铁芯材料对磁力的影响：仿真结果表明，不同铁芯材料对电磁铁磁力有显著影响。

软磁性材料具有较高的磁导率，因此电磁铁磁力较大；而硬磁性材料磁导率较低，电磁铁磁力较小。

六、结论1. 电磁铁磁力大小与电流大小、线圈匝数、铁芯材料等因素有关。

ANSYS恒定磁场仿真教程1.安装并启动ANSYS软件2.创建新项目启动ANSYS后，点击“File”菜单，选择“New”来创建一个新项目。

在出现的对话框中，选择适当的分析类型，这里我们选择“Electromagnetics” -> “Magnetostatics (J)”。

然后，点击“OK”按钮。

3.创建几何模型在ANSYS的主界面上，点击“Design Modeler”按钮来创建几何模型。

在几何模型中，您可以创建基本形状，例如盒子、圆柱体等。

4.设定材料属性在几何模型中，选择“Materials”选项卡，然后选择一个合适的材料库或创建自定义材料。

根据您的需求，为不同的材料设置适当的磁场参数。

5.设定网格参数在几何模型中，选择“Mesh”选项卡，然后在出现的对话框中选择适当的网格类型和尺寸。

为了更精确地模拟恒定磁场，建议使用更小的网格大小。

6.设定边界条件在几何模型中，选择“Physics”选项卡，然后选择“Magnetic”选项卡。

在这里，您可以设置边界条件，例如施加一个恒定的磁场或释放一个磁铁。

7.运行仿真在几何模型中，选择“Solution”选项卡，然后点击“Solve”来运行仿真。

ANSYS将自动计算并显示出恒定磁场的分布。

8.分析结果在ANSYS的主界面上，选择“Post Processing”选项卡，然后选择适当的结果参数，例如磁场强度、磁通量等。

您可以使用不同的工具和图表来分析和可视化仿真结果。

总结：在本教程中，我们学习了如何在ANSYS中进行恒定磁场仿真。

首先，我们创建了一个新项目，并使用设计模型创建了几何模型。

然后，我们设定了材料属性、网格参数和边界条件。

最后，我们运行了仿真并分析了结果。

希望这个教程对您有所帮助，并使您能够在ANSYS中进行恒定磁场仿真。

第五章 三维恒定磁场分析（3D Static Magnetic Field Analysis ）5.1 基本理论5.1.1 恒定磁场基本方程：∇⋅=∇⨯=B H J5.1.2 矢量磁位公式：=∇⨯B A1μ∇⨯∇⨯=A J(1) 上述双旋度方程的解是不唯一的。

引入库仑规范0∇⋅=A(2) 如果μ为常数，利用2()∇⨯∇⨯=∇∇⋅-∇A A A 得：2μ∇=-A J(3) 上述三个方程的关系：（1）+（2）=（3）在合适的边界条件下，方程(3)的解是唯一的，而方程(1)的解是不唯一的。

但吊诡的是，方程（1）居然也可以解；不但可以解，而且结果比（3）还好！A的矢量泊松方程和双旋度方程两种表述，从数理方程的角度看，矢量泊松方程表述比较严格，因为divA规定为0，满足库仑规范，因此A的解答唯一。

双旋度方程未加库仑规范，所以存在A不唯一的问题。

但是在适当的边界条件下反而是双旋度方程不但有确定的数值解，而且B与实测值也吻合。

……这里的问题是，为何不加divA=0的条件，双旋度方程也能得到确定的数值解？作者认为，原来电磁场方程的解答是一系列调和函数和超越函数的叠加，解函数具有较高的光滑性。

在有限元离散的过程中，方程的维数先从无限维降为有限维，接着在一阶四面体单元中，又用线性函数作为单元内的插值函数，降低了对解光滑性的要求，结果使原来的微分方程转化为N维的线性代数方程组，相应地，微分方程解答的唯一性问题，也转化为联立线性代数方程组的可解性问题，于是在特定的边界条件下，双旋度方程将有确定的数值解。

——汤蕴璆，梁艳萍. 电机电磁场的分析与计算[M]. 北京：机械工业出版社，2010结论：在节点有限元中，用A 计算三维磁场，计算量大，效果不佳，缺乏吸引力。

类似的问题夜存在于三维涡流场的计算中。

这个问题的解决是棱边有限元的建立。

——但是，棱边有限元也有他的问题。

5.1.3 标量磁位公式0, ∇⋅=∇⨯=B H J令 m s =+H H H其中：m , 0s ∇⨯=∇⨯=H J Hs H —单纯由电流产生（即：不存在磁介质时）的磁场，由毕奥沙伐定律计算；可视作已知量。

用ansys分析永磁体的例子用ansys分析永磁体的例子!********************************************! 说明：该例子演示一个永磁体的磁场（使用了infin9单元）!********************************************/TITLE, alextest, Test for Permanent Magnet*go,:start:start !利用这个可以让ansys有选择性的读取输入文件!JPGPRF,500,100,1 ! MACRO TO SET PREFS FOR JPEG PLOTS /PREP7emunit,mks !定义电磁单位为国际标准单位，即μ0=4 Pi e-7 henries/meter!********************************************! 定义单元类型*!********************************************ET,53,PLANE53 ! Define PLANE 53 as element typeET,9,INFIN9 !无限外界（注意：系统原点一定不能在infin9类型的节点上）!******************************************** ! 定义材料*!********************************************MP,MURX,1,1 !Define material properties (permeability) !定义空气（磁导率=1）HC=895000 ! Coercive force!表示矫顽力有的地方为895000TB,BH,2,,30TBPT,, 130.000000 , 0.100000000TBPT,, 170.000000 , 0.200000000TBPT,, 197.000000 , 0.300000000TBPT,, 218.000000 , 0.400000000TBPT,, 250.000000 , 0.500000000TBPT,, 290.000000 , 0.600000000TBPT,, 338.000000 , 0.700000000TBPT,, 400.000000 , 0.800000000TBPT,, 472.000000 , 0.900000000TBPT,, 570.000000 , 1.00000000TBPT,, 682.000000 , 1.10000000TBPT,, 810.000000 , 1.20000000TBPT,, 975.000000 , 1.30000000TBPT,, 1600.00000 , 1.40000000TBPT,, 2520.00000 , 1.50000000TBPT,, 3520.00000 , 1.60000000TBPT,, 4760.00000 , 1.70000000TBPT,, 8300.00000 , 1.80000000TBPT,, 12000.0000 , 1.90000000TBPT,, 17000.0000 , 2.00000000TBPT,, 23000.0000 , 2.10000000TBPT,, 32000.0000 , 2.20000000TBPT,, 42500.0000 , 2.30000000TBPT,, 44500.0000 , 2.32000000TBPT,, 48200.0000 , 2.35000000TBPT,, 52200.0000 , 2.37000000TBPLOT,BH,2,,,/IMAGE,SAVE,BH2,JPEG !将材料2的B-H曲线存储成bh2.jpg mp,mgxx,2,0 !对于永磁铁，必须定义mgxx（或mgyy）mp,mgyy,2,hc!********************************************!* 建立模型*!********************************************/PNUM,AREA,1 !定义显示模式wall=20hall=10w1=4h1=2!x1=(wall-w1)/2!x2=x1+w1!y1=(hall-h1)/2!y2=y1+h1!rectng,0,wall,0,hall!rectng,x1,x2,y1,y2rectng,-wall/2,wall/2,-hall/2,hall/2 rectng,-w1/2,w1/2,-h1/2,h1/2aovlap,allnumcmp,area !将生成的面重新编号aplot!/eof !配合前面的:start使用!******************************************** !建立材料属性!******************************************** asel,s,area,,1 !选择中间的磁铁aatt,2asel,s,area,,2 !选择周围的空气aatt,1!******************************************** !建立单元类型，并划分网格!******************************************** asel,alltype,53lsel,s,line,,1,4 !选择所有的无限外边界type,9 !设定为infin9单元lesize,all,,,30 !划分为30等份lmesh,all !开始划分lsel,s,line,,5,8lesize,all,,,20 !将磁铁边界的每条边分成20等份asel,allamesh,all!******************************************** !建立载荷!******************************************** ESEL,ALLNSEL,EXTD,ALL,AZ,0!******************************************** !求解!******************************************** ALLSEL,ALLMAGSOLV!******************************************** !后处理!********************************************。

实验二：恒定磁场的仿真一、实验目的：1、熟悉Ansoft Maxwell 软件的使用方法2、掌握使用Ansoft Maxwell软件仿真恒定磁场的方法3、了解恒定磁场的基本原理二、实验设备安装有Ansoft Maxwell 软件的计算机三、实验内容1、环电流的磁场仿真。

圆环的半径为2mm，环中通过的电流为1A，仿真计算磁场分布和电感值。

2、亥姆霍兹线圈的磁场仿真。

两线圈的半径均为2mm，两线圈中通过的电流均为1A，仿真计算磁场分布、自感和互感、以及两线圈所受到的力。

3、无限长同轴电缆的磁场仿真。

无限长同轴电缆的内导体半径为0.2cm，外导体半径为0.8cm，内外导体之间为真空。

该同轴电缆中通过1A电流，仿真计算磁场分布和同轴线的电感。

四、实验方法原理1、恒定磁场：是由恒定电流激发的，是电磁场的一种重要的和特殊的形式。

2、Ansoft Maxwell 软件采用有限元法进行数值计算。

五、实验步骤1、环电流的磁场仿真。

（1）点击PROJECTS/New创建一个新的项目，命名为：×××，Type: Maxwell 2D V ersion 10 (或其它2D版本)，点击OK.（2）Solver: Magnetostatic; Drawing: RZ Plane.选择Plane 的依据参见下图，下图为Maxwell 2D可以仿真的两种结构，都是轴对称的结构。

XY Plane 是对称轴垂直画面的，而RZ Plane 的对称轴是平行于画面的。

（3）点击Define Mode l → Draw Model，在2D Modeler中，绘制几何结构。

选择单位：Model→ Drawing Units→ mm。

在该窗口中，根据仿真的实际结构尺寸设置绘图Background的尺寸，画一半径为2mm的圆，实际的结构则为绕V 轴的环电流。

（4）进入Setup Materials定义物体的材料属性。