实验二基于ANSYS平台的电磁场数值仿真一、实验目的1．在仿真过程中学会使用ANSYS软件。2．学会边值问题的建模方法。3．学会用仿真软件检验对电磁场分布的猜测。二、实验类型本实验为验证型教学实验。三、实验仪器配备有ANSYS软件平台的台式计算机。四、实验原理本实验是在ANSYS平台上开发的。ANSYS是国际上著名的有限元软件包，可对结构力学、流体力学、传热学和电磁学等领域的问题进行求解。其特点是图形界面友好，易学，前后处理功能强大。在ANSYS平台上开发电磁场数值仿真实验，只需将问题的求解过程描述清楚，按照给定步骤上机操作，即可得到预期结果。五、实验内容图1仿真计算模型（图中a、D可自定）仿真实验包括静电场实验和恒定磁场实验，可任选一个。对于静电场实验，图1中两导体电位分别为100V和-100V（可自定）；对于恒定磁场实验，图1中两导体电流密度分别为10000A/m2和-10000A/m2。根据几何结构和源分布的对称性，仿真实验可选用1/4或1/2平面进行建模。实验分为两步：第一步，按照给定步骤和给定参数上机操作；第二步，尝试改变某些参数，观察仿真结果的变化。六、实验步骤开始→程序→ansys5.6→licensestatus→server（等待）→quit（不能按其他选择）开始→程序→ansys5.6→interactive（出现界面）→run（出现界面）→ANSYSMainMenu（左侧主菜单）→preferences→electric（点击白框打勾）→ok（预设问题归属）→ANSYSMainMenu→preprocessor→materialprops→-constant-isotropic→1→ok→perx1→ok（给定材料相对介电常数）→ANSYSMainMenu→preprocessor→elementtype→add/edit/delete→add→electrostatic→2Dquard121→ok（设定内部单元类型）→(ANSYSMainMenu→preprocessor→elementtype→)add/edit/delete→add→infiniteboundary→2Dinfquard110→ok→option→AZ改为volt,4nodedquard改为8noded→（设定外部无限单元类型）close→(ANSYSMainMenu→preprocessor→modeling→create→-Area-circle→partialannulus→wpx1,wpy0,rd-10,theta-10,rd-20.2,theta-2180,apply→wpx-1,wpy0,rd-10,theta-10,rd-20.2,theta-2180,apply→wpx0,wpy0,rd-10,theta-10,rd-25,theta-2180,apply→wpx0,wpy0,rd-10,theta-10,rd-210,theta-2180,ok（创建几何模型）→(ANSYSMainMenu→preprocessor→modeling→operate→-booleans-overlap→area→pickall（模型各部分之间集合运算）→(ANSYSMainMenu→preprocessor→modeling→delete→areaandbelow→光标选中两个小圆，ok（删除导体部分）→(ANSYSMainMenu→preprocessor→-attributes-define→pickareas→光标选中有两个小圆缺口的内半圆，apply→apply→光标选中外半圆，ok→1plane121改为2infin110→ok（定义区域属性）→(ANSYSMainMenu→preprocessor)→meshtool→linesset→光标选中外层两条弧线，apply→ndiv50→apply→光标选中外层扇形左右两条底边，apply→ndiv1→apply→光标选两小圆弧，apply→ndiv20→apply→光标选中两小圆弧之间的两条小线段，apply→ndiv20→apply→光标选中两小圆弧与大扇形之间两条长线段，ok→ndiv20→ok→meshtool菜单中选中quad和mapped，点击mesh→光标选中外部大扇形，ok（外部无限单元划网格）→meshtool菜单中选中tri和free，点击mesh→光标选中有两个小圆缺口的内半圆，ok（内部有限单元划网格）→(ANSYSMainMenu)→solution→-loads-apply→-elecric-boundary→-voltage-online→光标选中右小半圆，apply,100，appl