课程设计任务书.doc

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电磁场与电磁波课程理论抽象、数学计算繁杂,将Maxwell软件引入教学中,通过对典型电磁产品的仿真设计,并模拟电磁场的特性,将理论与实践有效结合,强化学生对电磁场与电磁波的理解和应用,提高教学质量。
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通过电磁场与电磁波课程设计,让同学了解求解电磁场常用的工具和解题技巧。和熟悉电磁场领域常用软件ANSOFT建模过程,熟练掌握MAXWELL方程的建立,通过对典型电磁产品的仿真设计,并模拟电磁场的特性,将理论与实践有效结合。

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总体要求:熟练使用Ansoft Maxwell 仿真软件,对电场、磁场进行分析,了解所做题目的原理。利用Ansoft Maxwell软件仿真简单的电场以及磁场分布,画出电场矢量E线图、磁感应强度B线图,并对仿真结果进行分析、总结。将所做步骤详细写出,并配有相应图片说明
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Ansoft Maxwell软件特点:Ansoft Maxwell 是低频电磁场有限元仿真软件,在工程电磁领域有广泛的应用。它基于麦克斯韦微分方程,采用有限元离散形式,将工程中的电磁场计算转变为庞大的矩阵求解,使用领域遍及电器、机械、石油化工、汽车、冶金、水利水电、航空航天、船舶、电子、核工业、兵器等众多行业,为各领域的科学研究和工程应用作出了巨大的贡献。
3电磁模型的建立
:建模(Model)
Project > Insert Maxwell 3D Design
File>Save as> Dipole antenna (工程命名为“Dipole antenna”)
选择求解器类型:Maxwell > Solution Type> Eddy current
设置几何尺寸单位:
Modeler > Units > Select Units: m (meters)
创建线圈
Draw>Torus
中心点:(0,0,0)
输入线圈的内径:(,0,0)
输入线圈的外径:(,0,0)
将材料设置为Copper
重命名为:coil
创建计算区域Region
Draw>Sphere
中心点:(0,0,0)
输入球形计算区域的半径:(,0,0)
材料设为vacuum
创建激励电流加载面(Create Section)
Select coil
Modeler > Surface > Section
Section Plane: YZ平面
Modeler > Boolean > Separate Bodies(分离两Section面)
Del 删除1个截面
将剩下的1个截面重命名为“current”
(Assign Excitation)
选中线圈截面:current
Maxwell 3D> Excitations > Assign > Current
Value: 1A
Type: soild
设置涡流效应和位移电流存在区域
Maxwell > Excitations > Set Eddy Effects
设置如下图:
设置辐射边界 Radiation Boundary
关于辐射边界的一些基本知识:
,辐射边界可完全吸收该
边界所包围区域内向外辐射的电磁波,不会造成电磁波的反射。
。
(Displacement current)设置同时使用。
(也可以是其他形状),辐射边界到辐
射源的距离一般大于电磁波波长的1/4。
在天线的辐射问题中, 一般****惯将研究目标或区域的尺寸表示为电磁
波波长( l ,lambda)的函数。
将region的半径表示为 l 的函数
选中Region下的Create sphere
将半径radius改为:lambda/4+ (m)
添加变量lambda的定义为:c0/frequ
这里c0表示真空中的光速
添加变量frequ的定义为:
按 f 键,改为面选择
选中Region的外表面
Maxwell > Boundaries > Assign > Radiation…
设置表面剖分的近似原则
选中外表面
Maxwell > Mesh Operations > Assign > Surface Approximation…
Maximum surface deviation:ignore
Set maximum normal devi