电磁场与电磁波课程设计Word文档格式.docx
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）。
其中:
一导线电势为10000V，另一支导线电势为0V.
求：
计算平行双线周围的电场分布，并计算单位长电容
图一
♦2.2Maxwell软件环境介绍
AnsoftMaxwell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.
工业应用中的电磁元件，如传感器，调节器，电动机，变压器，以及其他工业控制系统比以往任何时候都使用
得更加广泛。
由于设计者对性能与体积设计封装的希望，因而先进而便于使用的数字场仿真技术的需求也显著的增长。
在工程人员所关心的实用性及数字化功能方面，Maxwell的产品遥遥领先其他的一流公司。
Maxwell2D包括交流/直流磁场、静电场以及瞬态电磁场、温度场分析，参数化分极；
以及优化功能。
此外，Maxwel2D还可产生高精度的等效电路模型以供Ansoft的SIMPLORER模块和其它电路分析工具调用。
♦3.电磁模型的建立
1.Maxwell主界面：
当打开软件时，选择Maxwell2D，则进入如下界面，如图二所示。
图二
2.File>
Saveas>
1203110101
3.选择求解器类型：
Maxwell2D>
SolutionType>
Electric>
Electrostatic
图三
4.创建左导线Draw>
Circle
左导线起点：
（X,Y,Z）=（0,0,0）
坐标偏置：
（dX,dY,dY）=（20,20,0）
图四
5.
图五
选择iron（铁）
图六
6.创建右导线Draw>
Circle
右导线起点：
（X,Y）=（400,0,0）
（dX,dY,dZ）=（20,20,0）
图七
同上一步，选择iron（铁）
图八
7.创建场域中介质
Draw>
Rectangle
场域起点：
（X,Y,Z）=（500,200,0）
（dX,dY,dZ）=（-200,-200,0）
图九
AssignMaterial>
空气（air）（
图十
8.选中左导线Maxwell2D>
Excitations>
Assign>
Voltage>
10000V
图十一
图十二
9.选中右导线Maxwell2D>
0V
图十三
♦4.电磁模型计算及仿真结果后处理分析
♦4.1电磁模型计算
设导线表面单位长度带电+λ，-λ两线间任意点P的场强：
E=
U=
单位长度电容：
=6.7838pF
♦4.2仿真结果后处理分析
1.设置自适应计算参数：
Maxwell2D>
AnalysisSetup>
AddSolutionSetup
最大迭代次数：
Maximumnumberofpasses>
10
误差要求：
PercentError>
1%
每次迭代加密剖分单元比例：
RefinementperPass>
30%
图十四
图十五
2.Maxwell2D>
AnalyzeAll，后计算机就开始进行计算
图十六
3．检查完毕后，Maxwell2D>
Fields>
Fields,分别选择Voltage,E,D,还
有Other>
Energy.
图十七
4.选中Geometry中的CreateFieldsReport,然后单击RectangularPlot；
再选中Geometry中的Polyine1，然后选择Voltage，单击确定即可画出电压V的曲线图。
如图二十所示.
图十八
图十九
图二十
5.重复4步骤，选择电场强度E，然后单击确定，即可画出电场强度的曲线图。
如图二十一所示.
图二十一
6.重复4步骤，然后选择电位移密度D，单击确定，即可画出电位移密度曲线图。
如图二十二所示.
图二十二
7.再重复4步骤，选中能量，单击确定，即可画出能量曲线图，如图二十三所示.
图二十三
8.完成上述步骤后，选中Maxwell2D中的Fields，然后选择Calcalator
进入如下界面。
选择Input中的Quantity，再选择Energy；
随后选择Geoemtry中的AllOblects；
再选择Scalar中的积分号；
最后选择Output中的Eval，即可计算出能量值。
图二十四
图二十五
图二十六图二十七图二十八
图二十九
综上所述，计算出能量值为W=0.00035504J,再由公式C=2W/V*V计算出电容值C=7.1008pF。
即为所求的电容。
♦5.设计总结及体会
通过这次的课程设计，让我知道了，在电磁场这门课程中学到的知识不应该仅仅是书上的公式和定理，而更应该是理论与实践的结合，书本上的知识只有与生活紧密相连才能发挥真正的用处，而在这次的课程中也让我发现了对工程电磁场这门课程中一些知识的欠缺与不足，让自己有机会去提升对一些知识的理解与领悟，而且我也基本学会与掌握了Maxwell软件的使用方法，提高了日后对其他软件的学习能力，也增加了对工程电磁场及其他电力课程的学习兴趣。
♦6.参考文献
《Ansoft12在工程电磁场中的应用》赵博张洪亮等编著
《Ansoft工程电磁场有限元分析》刘国强等编著
《电磁场与电磁波》苏东林，陈爱新，谢树果编著
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