Maxwell软件培训—2D静电场.ppt

Maxwell 软件应用 ——2D 静电场
王琪
主要内容
Maxwell 软件应用简介
有限元分析方法
Maxwell 2D 界面功能
2D 电场计算建模
2D 模型求解
2D 图形后处理
2D 参数化分析*
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Maxwell 软件简介
Maxwell 软件是Ansoft公司仿真软件系列中的电磁场分析模块
Maxwell
2D
3D
磁场模块
静电场
电流场
瞬态场
温度场
参数化和优化设计
等效电路提取器
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Maxwell 软件简介
Maxwell 软件的特点
友好的界面
操作的简便性
方便灵活的建模
自适应网格剖分
方便的后处理显示
强大的场计算器
2D 操作界面
2D 建模器
Maxwell V11(3D)操作界面
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Maxwell 软件简介
Maxwell 软件仿真的一般步骤
选择求解器
建模
添加材料
添加边界条件和源
设置求解参数
设置网格参数(可选)*
设置计算参数(可选)*
求解
后处理显示
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有限元方法( Finite Element Method )
有限元方法就是将整个连续的场求解区域离散(剖分)成若干个小的子块(称为“单元”);
由求解变量(电位 j)在整个场域的分布转而求解变量在每个单元节点上的离散值;
每个单元内的变量值再应用插值公式求得;
e①
e②
e③
e④
单元(element)
节点(node)
e
n1
n2
n3
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有限元方法( Finite Element Method )
有限元方法是一种对偏微分方程的离散化数值近似;
有限元方法是对全场域的离散化求解;
静电场有限元方程
有限元离散化
以电位为求解变量
有限元网格的数量和质量决定了计算的精度和速度
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有限元方法( Finite Element Method )
Maxwell 软件的有限元网格
2D 计算采用6节点三角元
3D 计算采用10节点四面体元
采用2阶二次多项式插值
Az(x,y) = a0 + a1x + a2y + a3x2 + a4xy + a5 y2
网格剖分的质量会影响到收敛速度和收敛精度;
以等边三角元网格质量为最佳
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有限元方法( Finite Element Method )
误差分析
将求解的变量近似解带回原方程,得到每个单元内的能量误差Ri,误差Ri为常量;
得到能量误差百分比,以此作为网格细分和收敛的判据
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有限元方法( Finite Element Method )
Maxwell 网格自适应流程
否
细分网格
计算场量
误差分析
满足计算要求?
是
求解结束
求解是否结束的两个判据:
(1)求解精度 error%
(2)最大求解次数 Nmax
开始求解
初始化网格
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