第四章

第5節三維電磁模擬1三維角型匯流排實例問題描述半對稱匯流排電流供電雙匯流排分析順序加邊界條件進行模擬后處理計算電流分布計算ANGLE組件力功率密度總功率雙匯流排電流方向2耦合場第一步模擬目的是計算ANGLE組件力磁場分析模型必須擴展以計算由匯流排其余部分產生的ANGLE組件力.匯流排之間間隙為0.75英寸3物理區域匯流排自由空間:μr=1ρ=.5E-7Ω-m空氣自由空間:μr=1遠程自由空間用遠場單元模擬勵磁:50,000A對稱平面X-Y平面：通量垂直（匯流排內電流同方向）匯流排水平間距:1英寸單位:英寸ANGLE組件尺寸4在命令窗口輸入angle3d建模模型信息單元類型:匯流排:三維磁矢勢單元-solid97(材料2)緊靠匯流排的自由空間:三維磁矢勢單元-solid97矢量與標量之間界面單元-inter115三維磁矢勢區域外的中間空間:標量單元solid96遠程空間:無限邊界單元-infin47單元組件:匯流排:BUS(匯流排全長）角型組件:ANGLE(只是匯流排的一部分，用于后續結構分析)5Inter115設置在矢量和標量單元類型之間（單元類型5）Infin47設置在模型外半徑邊界處（單元類型3），本單元類型不需邊界條件兩種單元類型延伸到對稱面上匯流排-solid97(MVP)

infin47不在遠離匯流排的垂直面上單元類型分布6不同物理區的單元類型設置(用收縮選項畫單元:Utility>plotctrls>style>size&shape)標量單元solid96.Inter115在MVP與標量單元之間匯流排外邊空氣MVP單元不顯示Infin47單元在標量單元的外表面7利用ANGLE組件，用solid69單元類型進行電流傳導分析來計算匯流排的電流分布受載匯流排為solid97單元類型.必須把單元類型轉換為solid69以進行電流傳導分析Preproc>elementtype>add/edit/delete單元類型6選擇ADD電流方向8選擇OK用熱電8節點磚型單元代替6號單元類型選擇

OKsolid69單元類型具有VOLT自由度，其分析結果包含用于后續磁分析的電流密度.9對電流傳導分析加邊界條件有電流的端部節點必須加VOLT自由度耦合選擇ANGLE組件的節點Preproc>couple/ceqn>coupledof利用柜BOX選項選擇角端節點選擇OK選擇

OK10在一個關鍵點上施加電流

Preproc>loads>apply>-electric-excitation>onkeypoints選擇轉角處的任意一個節點位置，其也對應于一個關鍵點選擇

OK11在匯流排另一端的端面加VOLT約束

Preproc>loads>apply>-electric-boundary選擇匯流排末端端面選擇OK選擇

OK12進行電流傳導分析

Solu>newanalysis[STATIC]選擇OK (同時圖示單元和節點，以確保只激活了ANGLE

組件）

Solu>currentLS（因只有一部分模型進行模擬，將顯示警告(warnings）信息）選擇OKVOLT約束13圖示VOLT自由度等值圖

Postproc>plotresults>nodalsolution選擇

OK14利用單元表能顯示電流密度結果，先要定義單元表

Postproc>elementtable>definetable選擇

OK15利用平均選項能圖示總電流密度JSSUM Postproc>elementtable>plotelemtable選擇

OK16電流密度也能以矢量圖顯示

Postproc>plotresults>-vectorplot-predefined控制箭頭長度系數電流傳導分析求得的電流選擇

OK17匯流排電流密度矢量圖18電流傳導分析得到的電流密度作為磁場分析的輸入條件6號單元類型必須重新設置為solid97 Preproc>elementtype>add>edit>delete選擇第6條目選擇ADD輸入6選擇

OK19從電流傳導分析結果中讀取電流密度Preproc>loads>apply>excitation>fromelecan(顯示單元以確保激活了ANGLE組件)在缺省情況下，電流傳導分析的結果保存在file.rst文件中上述分析只有一種結果，缺省即讀入此正確結果20利用symbols選項確認電流密度

Utility>plotctrls>symbol選擇

OK非平均值JS21剩下的磁邊界條件為：在X-Y平面(Z=0)為通量垂直標量-solid96:MAG需要約束矢量-solid97:AZ(垂直于X-Y)需要約束選擇Z=0的在X-Y面內的所有平面Z=0平面22約束標量以模擬通量垂直條件

Preproc>loads>apply>boundary>-scalarpotent-fluxnormal-onareas選擇相應于solid96單元類型的平面(標量)選擇

OK23約束矢量MVP以模擬通量垂直

Preproc>loads>apply>boundary>-vectorpotent-fluxnormal-onareas

選擇相應于solid97單元類型的平面（點劃線內的平面）選擇

OK24選擇模擬類型Solu>newanalysis[STATIC]選擇OK選擇求解器Solu>analysisoptions選擇

OK激活整個模型開始模擬Solu>currentLS選擇

OK25利用單元數據能獲得導體上的側向力選擇ANGLE組件

Postproc>elementtable>definetable(fortheZLorentzforce)

選擇OK計算總側向力Postproc>elementtable>sumofeachitem選擇

OK單位:N26顯示力:Postproc>elementtable>plotelemtable選擇

OK重復顯示FMAGX,FMAGY,&FMAGSUM27利用單元表貯存的數據，也可以確定匯流排上的功率損失（單位體積焦耳熱）Postproc>elemtable>definetable選擇

OK28顯示Joule熱

Postproc>elementtable>plotelemtable選擇

OK29計算功率損失（瓦），焦耳熱必須乘以每個單元的體積。利用單元表項定義單元體積

Postproc>elementtable>definetable用戶