Ansys 2024电磁学有限元分析从入门到精通胡仁喜、康士廷等_胡仁喜、康士廷等_9787111764977

本书以Ansys 2024 为平台,介绍了工程中普遍面临的各类电磁场分析问题,并
通过丰富的实例详细介绍了利用Ansys 有限元软件求解电磁场分析问题的方法。书中从实际应用出发,结合编者使用该软件的经验,对实例部分的操作过程和步骤采用GUI 方式逐步进行了讲解。为了帮助读者熟悉Ansys 的相关操作命令,在每个实例的后面均列出了分析过程的命令流文件。
本书共11 章,第1 章对Ansys 电磁场有限元分析进行了简要叙述,并介绍了后
续章节常用的电磁宏和远场单元内容;第2 ~ 4 章介绍了二维静态磁场、谐波磁场、瞬态磁场分析;第5 ~ 8 章分别使用标量法、棱边单元法对三维静态磁场、谐波磁场、瞬态磁场分析进行了介绍;第9 章介绍了稳态电流传导分析;第10 章对静电场h 方法分析进行了介绍;第11 章介绍了电路分析的内容。
本书可作为高校工科高年级本科生和研究生的自学教材,也可以作为电磁学工
程设计和研究人员的参考工具书。

前　言
Ansys 软件是美国Ansys 公司研制的大型通用有限元分析(FEA) 软件。作为一款CAE 软件,它能够进行结构、热、声、流体以及电磁场等方面的研究,在核工业、铁道、石油化工、航空航天、机械制造、能源、交通、国防军工、电子、土木工程、造船、生物医药、轻工、地矿、水利、日用家电等领域有着广泛的应用。Ansys 的功能强大,操作简单方便,现在它已成为国际上较为流行的有限元分析软件。目前,中国100 多所理工院校都采用Ansys 软件进行有限元分析或者作为标准教学软件。
本书以Ansys 2024 为平台,介绍了工程中普遍存在的各类电磁场分析问题,并通过丰富的实例详细介绍了利用Ansys 有限元软件求解电磁场分析问题的方法。书中从实际应用出发,结合编者使用该软件的经验,对实例部分的操作过程和步骤采用GUI 方式逐步进行了讲解。为了帮助读者熟悉Ansys 的相关操作命令,在每个实例的后面均列出了分析过程的命令流文件。
本书共11 章,第1 章对Ansys 电磁场有限元分析进行了简要叙述,并介绍了后续章节常用的电磁宏和远场单元内容;第2 ~ 4 章介绍了二维静态磁场、谐波磁场、瞬态磁场分析;第5 ~ 8章分别使用标量法、棱边单元法对三维静态磁场、谐波磁场、瞬态磁场分析进行了介绍;第9章介绍了稳态电流传导分析;第10 章对静电场h 方法分析进行了介绍;第11 章介绍了电路分析的内容。
本书附有电子资料包,其中除了有每一个实例GUI 实际操作步骤的视频以外,还给出了每个实例的命令流文件,读者可以直接调用,读者可以登录网盘https://pan.baidu.com/s/1AGUZmR13HeMXQbxuUA5OKA 下载,提取码swsw。也可以扫描下面二维码下载:
本书主要由石家庄三维书屋文化传播有限公司的胡仁喜博士和康士廷两位老师编写,其中胡仁喜执笔编写了第1 ~ 8 章,康士廷执笔编写了第9 ~ 11 章。由于作者的水平有限,书中缺点和错误在所难免,恳请专家和广大读者不吝赐教,加入QQ 群1001598535 或联系714491436@qq.com 予以指正。

目　录
前言
第1 章　电磁场有限元分析概述 1
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　标量位法、矢量位法、棱边单元法的比较 5
1.3.1　标量位法 5
1.3.2　矢量位法 5
1.3.3　棱边单元法 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 11
1.6.1　远场单元 12
1.6.2　使用远场单元的注意事项 13
第2 章　二维静态磁场分析 15
2.1　二维静态磁场分析中要用到的单元 16
2.2　静态磁场分析的步骤 16
2.2.1　创建物理环境 17
2.2.2　建立模型、指定特性、划分网格 25
2.2.3　施加边界条件和载荷 25
2.2.4　求解 27
2.2.5　后处理(查看计算结果) 29
2.3　实例1二维螺线管制动器内静态磁场的分析 33
2.3.1　问题描述 33
2.3.2　GUI 操作方法 34
2.3.3　命令流实现 46
2.4　实例2载流导体的电磁力分析 49
2.4.1　问题描述 49
2.4.2　GUI 操作方法 49
2.4.3　命令流实现 64
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 73
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 80
3.3.1　问题描述 80
3.3.2　GUI 操作方法 81
3.3.3　命令流实现 94
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 97
3.4.3　命令流实现 108
第4 章　二维瞬态磁场分析 111
4.1　二维瞬态磁场分析中要用到的单元 112
4.2　二维瞬态磁场分析的步骤 112
4.2.1　创建物理环境 112
4.2.2　建立模型、赋予属性、划分网格 112
4.2.3　施加边界条件和励磁载荷 113
4.2.4　求解 114
4.2.5　观察结果 117
4.3　实例1二维螺线管制动器内瞬态磁场的分析 119
4.3.1　问题描述 119
4.3.2　GUI 操作方法 120
4.3.3　命令流实现 135
4.4　实例2带缝导体瞬态分析 138
4.4.1　问题描述 138
4.4.2　GUI 操作方法 139
4.4.3　命令流实现 156
第5 章　三维静态磁场标量法分析 159
5.1　三维静态磁场标量法分析中要用到的单元 160
5.2　用标量法进行三维静态磁分析的步骤 161
5.2.1　创建物理环境 161
5.2.2　建立模型 162
5.2.3　施加边界条件和励磁载荷 164
5.2.4　求解 165
5.2.5　观察结果(RSP、DSP 或GSP 方法分析) 167
5.3　实例1带空气隙的永磁体 167
5.3.1　问题描述 167
5.3.2　GUI 操作方法 169
5.3.3　命令流实现 182
5.4　实例2三维螺线管制动器静态磁分析 185
5.4.1　问题描述 185
5.4.2　GUI 操作方法 186
5.4.3　命令流实现 200
第6 章　三维静态磁场棱边单元法分析 204
6.1　棱边单元法中用到的单元 205
6.2　用棱边单元法进行静态分析的步骤 206
6.2.1　创建物理环境、建模分网、加边界条件和载荷 206
6.2.2　求解 206
6.2.3　后处理 207
6.3　实例计算电动机沟槽中的静态磁场分布 208
6.3.1　问题描述 208
6.3.2　GUI 操作方法 209
6.3.3　命令流实现 221
第7 章　三维谐波磁场棱边单元法分析 224
7.1　棱边单元法中用到的单元 225
7.2　用棱边单元法进行谐波磁场分析的步骤 226
7.2.1　创建物理环境、建模分网、加边界条件和载荷 226
7.2.2　求解 228
7.2.3　后处理 228
7.3　实例用棱边单元法计算电动机沟槽中谐波磁场分布 232
7.3.1　问题描述 232
7.3.2　GUI 操作方法 233
7.3.3　命令流实现 241
第8 章　三维瞬态磁场棱边单元法分析 244
8.1　棱边单元法中用到的单元 245
8.2　用棱边单元法进行三维瞬态磁场分析的步骤 245
8.2.1　创建物理环境、建模分网、加边界条件和载荷 245
8.2.2　求解 246
8.2.3　后处理 249
8.3　实例用棱边单元法计算电动机沟槽中瞬态磁场分布 251
8.3.1　问题描述 251
8.3.2　GUI 操作方法 251
8.3.3　命令流实现 262
第9 章　稳态电流传导分析 264
9.1　电场分析要用到的单元 265
9.2　稳态电流传导分析的步骤 269
9.2.1　建立模型 269
9.2.2　加载并求解 269
9.2.3　观看结果 271
9.3　实例1正方形电流环中的磁场 272
9.3.1　问题描述 272
9.3.2　GUI 操作方法 273
9.3.3　命令流实现 281
9.4　实例2三侧向测井仪器的电场分析(命令流) 282
9.4.1　问题描述 282
9.4.2　命令流实现 286
第10 章　静电场h 方法分析 297
10.1　静电场h 方法分析中用到的单元 298
10.2　用h 方法进行静电场分析的步骤 298
10.2.1　建模 298
10.2.2　加载和求解 299
10.2.3　观察结果 301
10.3　多导体系统求解电容 302
10.3.1　对地电容和集总电容 302
10.3.2　步骤 302
10.4　实例1屏蔽微带传输线的静电分析 305
10.4.1　问题描述 305
10.4.

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