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第1章 电磁场有限元分析概述2

1.1 电磁场基本理论2

1.1.1 麦克斯韦方程2

1.1.2 一般形式的电磁场微分方程3

1.1.3 电磁场中常见边界条件3

1.2 ANSYS电磁场分析对象4

1.3 标量位、矢量位、棱边单元方法的比较5

1.3.1 磁标量位方法5

1.3.2 磁矢量位方法5

1.3.3 棱边单元方法5

1.4 电磁场单元概述6

1.5 电磁宏7

1.5.1 电磁宏使用范围7

1.5.2 电磁宏分类7

1.6 远场单元及远场单元的使用14

1.6.1 远场单元15

1.6.2 使用远场单元的注意事项15

第2章 二维静态磁场分析18

2.1 二维静态磁场分析中要用到的单元19

2.2 静态磁场分析的步骤19

2.2.1 创建物理环境20

2.2.2 建模、指定特性、分网28

2.2.3 施加边界条件和载荷28

2.2.4 求解31

2.2.5 后处理（查看计算结果）33

2.3 实例1——二维螺线管制动器内静态磁场的分析37

2.3.1 问题描述37

2.3.2 GUI操作方法38

2.3.3 命令流实现50

2.4 实例2——载流导体的电磁力分析52

2.4.1 问题描述52

2.4.2 GUI操作方法53

2.4.3 命令流实现65

第3章 二维谐波磁场分析68

3.1 二维谐波磁场分析中要用到的单元69

3.2 二维谐波磁场分析的步骤70

3.2.1 创建物理环境70

3.2.2 建立模型，赋予特性，划分网格74

3.2.3 加边界条件和励磁载荷74

3.2.4 求解76

3.2.5 观察结果78

3.3 实例1——二维自由空间线圈的谐波磁场的分析81

3.3.1 问题描述81

3.3.2 GUI操作方法81

3.3.3 命令流实现93

3.4 实例2——二维非线性谐波分析96

3.4.1 问题描述96

3.4.2 GUI操作方法96

3.4.3 命令流实现105

第4章 二维瞬态磁场分析108

4.1 二维瞬态磁场分析中要用到的单元109

4.2 二维瞬态磁场分析的步骤109

4.2.1 创建物理环境109

4.2.2 建立模型、赋予属性、划分网格109

4.2.3 施加边界条件和励磁载荷109

4.2.4 求解111

4.2.5 观察结果114

4.3 实例1——二维螺线管制动器内瞬态磁场的分析117

4.3.1 问题描述117

4.3.2 GUI操作方法118

4.3.3 命令流实现132

4.4 实例2——带缝导体瞬态分析134

4.4.1 问题描述134

4.4.2 GUI操作方法134

4.4.3 命令流实现146

第5章 三维静态磁场分析（标量法）153

5.1 三维静态磁场标量法分析中要用到的单元154

5.2 用标量法进行三维静态磁分析的步骤155

5.2.1 创建物理环境155

5.2.2 建立模型156

5.2.3 施加边界条件和励磁载荷158

5.2.4 求解159

5.2.5 观察结果（RSP，DSP或GSP方法分析）161

5.3 实例1——三维螺线管静态磁分析162

5.3.1 问题描述162

5.3.2 GUI操作方法163

5.3.3 命令流实现176

5.4 实例2——带空气隙的永磁体179

5.4.1 问题描述179

5.4.2 GUI操作方法181

5.4.3 命令流实现194

第6章 三维静态磁场分析（棱边单元法）197

6.1 单元边方法中用到的单元198

6.2 用棱边单元方法进行静态分析的步骤199

6.2.1 创建物理环境、建模分网、加边界条件和载荷199

6.2.2 求解200

6.2.3 后处理200

6.3 实例——计算电机沟槽中的静态磁场分布201

6.3.1 问题描述201

6.3.2 GUI操作方法202

6.3.3 命令流实现214

第7章 三维谐波磁场分析（棱边单元法）217

7.1 单元边方法中用到的单元218

7.2 用棱边单元方法进行谐波磁场分析的步骤219

7.2.1 创建物理环境、建模分网、加边界条件和载荷219

7.2.2 求解221

7.2.3 后处理221

7.3 实例——棱边元法计算电动机沟槽中谐波磁场分布224

7.3.1 问题描述224

7.3.2 GUI操作方法225

7.3.3 命令流实现234

第8章 三维瞬态磁场分析（梭边单元法）237

8.1 单元边方法中用到的单元238

8.2 用棱边单元法进行三维瞬态磁场分析的步骤238

8.2.1 创建物理环境、建模分网、加边界条件和载荷238

8.2.2 求解239

8.2.3 后处理242

8.3 实例——棱边元法计算电动机沟槽中瞬态磁场分布244

8.3.1 问题描述244

8.3.2 GUI操作方法245

8.3.3 命令流实现256

第9章 三维静态、谐波和瞬态磁场分（节点法）258

9.1 用节点法进行三维静态磁场分析259

9.1.1 选择单元类型和定义实常数259

9.1.2 定义分析类型260

9.1.3 选择方程求解器260

9.1.4 加载和求解260

9.1.5 备份数据261

9.1.6 求解261

9.1.7 计算电感矩阵和磁链262

9.1.8 后处理262

9.2 节点法三维谐波磁场分析263

9.2.1 建立三维谐波磁分析的物理环境263

9.2.2 加载和求解266

9.2.3 观察结果266

9.3 节点法三维瞬态磁场分析266

9.3.1 建立三维瞬态分析的物理环境267

9.3.2 加载和求解267

9.3.3 观察节点法三维瞬态分析的计算结果267

9.4 标势法和矢势法联合使用267

9.4.1 建立混合区域的模型267

9.4.2 矢量域和标量域的界面268

9.4.3 施加载荷、求解混合模型269

9.4.4 观察结果269

第10章 稳态电流传导分析270

10.1 电场分析要用到的单元271

10.2 稳态电流传导分析的步骤273

10.2.1 建立模型273

10.2.2 加载并求解273

10.2.3 观看结果274

10.3 实例1——正方形电流环中的磁场276

10.3.1 问题描述276

10.3.2 GUI操作方法277

10.3.3 命令流实现284

10.4 实例2——三侧向测井仪器的电场分析286

10.4.1 问题描述286

10.4.2 命令流实现289

第11章 静电场分析（h方法）301

11.1 h方法静电场分析中用到的单元302

11.2 用h方法进行静电场分析的步骤302

11.2.1 建模302

11.2.2 加载和求解303

11.2.3 观察结果305

11.3 多导体系统求解电容306

11.3.1 对地电容和集总电容306

11.3.2 步骤306

11.4 开放边界的Trefftz方法309

11.4.1 概述309

11.4.2 步骤310

11.5 实例1——屏蔽微带传输线的静电分析312

11.5.1 问题描述312

11.5.2 GUI操作方法313

11.5.3 命令流实现324

11.6 实例2——电容计算实例325

11.6.1 问题描述325

11.6.2 GUI操作方法325

11.6.3 命令流实现336

11.7 实例3——做一个开放边界模型的静电分析337

11.7.1 问题描述337

11.7.2 GUI操作方法338

11.7.3 命令流实现348

第12章 电路分析350

12.1 电路分析中要用到的单元351

12.1.1 使用CIRCU124单元351

12.1.2 使用CIRCU125单元354

12.2 使用电路建模程序354

12.2.1 建立电路355

12.2.2 避免电路不合理356

12.3 电路分析的步骤357

12.3.1 静态电路分析357

12.3.2 谐波电路分析359

12.3.3 瞬态电路分析360

12.4 实例1——谐波电路分析364

12.4.1 问题描述364

12.4.2 GUI操作方法365

12.4.3 命令流实现373

12.5 实例2——瞬态电路分析374

12.5.1 问题描述375

12.5.2 GUI操作方法375

12.5.3 命令流实现385

第13章 高频电磁场分析387

13.1 高频分析中要用到的单元388

13.2 高频电磁场谐波分析的步骤388

13.2.1 建立物理环境388

13.2.2 建立模型、定义材料特性、划分网格389

13.2.3 求解高频谐波分析391

13.2.4 查看结果392

13.3 高频电磁场模态分析的步骤394

13.4 实例1——同轴波导的高频谐波分析396

13.4.1 问题描述396

13.4.2 GUI操作方法396

13.4.3 命令流实现408

13.5 实例2——腔体高频模态分析409

13.5.1 问题描述410

13.5.2 GUI操作方法410

13.5.3 命令流实现418