maxwell操作简要.docx

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maxwell操作简要

Maxwell仿真包括以下几个内容：

1，新建工程project，选择建立2D或3D模型。

2，选择求解类型。

3，绘制模型

4，分配材料

5，添加边界条件

6，添加激励

7，设置网格剖分

8，设置求解参数

9，求解设置

10，设置扫描变量

11，仿真及查看仿真结果。

一、建立工程

1，新建工程

第一种方法：

双击Maxwell桌面快捷方式，打开maxwell。

系统默认建立一个工程project1，可以选中该工程，右键》rename，修改工程名字，直接在此工程下操作。

第二种选择file》new，即新建一个工程。

2，打开已有工程

选择file》open，找到已有工程，选中，单击打开按钮，即可打开已有工程。

3，选择建立2D或3D模型

Project》insert3Dmodeldesign插入3D模型。

Project》insert2Dmodeldesign插入2D模型。

（以3D模型仿真为例）

二、选择求解器类型

Maxwell求解器类型一共有六种，磁场求解器和电场求解器各三种。

磁场求解器为：

静磁场（magnetostatic），涡流场（eddycurrent），瞬态场（transient）。

具体操作：

maxwell3D》solutiontype，打开求解器，选中需要的求解器，单击ok即可。

系统默认为静磁场求解器。

三、模型绘制

绘制模型

在工具栏上直接选择绘制的模型。

常用有一下几种：

左侧5个建立平面模型，3D基本用不到。

右侧6个建立立体模型，依次为：

长方体，圆柱，正多面体圆柱，椎体，球，圆环。

1、长方体的绘制：

左键单击工具栏

，即可在模型绘制区域进行绘制，分三部：

确定底面顶点，确定底面长宽，确定高度，立方体自动生成，系统默认立方体名称为box1。

在绘制区域左侧操作框中找到box1。

界面如下：

选中box1,即选中立方体模型，右键单击，可以直接对长方体进行所有操作。

双击creatbox，打开对话框：

其中position为起点坐标，xsize，ysize，zsize依次为长宽高。

以绘制底面矩形中心在原点，长宽高一次为2,4,6的立方体为例，则一次输入为position（-1，-2，-3），xsize2，ysize4，zsize6即可。

2、圆柱体绘制：

左键单击

，在绘图区域作图，分三步：

确定底面圆圆心，确定底面圆半径，确定圆柱体高度。

系统默认名称为Cylinder1。

在左侧栏中双击Cylinder1下的creatCylinder，打开如下对话框：

Centerposition为底面圆圆心坐标，axis对圆柱体旋转轴，系统默认为z轴，可点击z打开下拉菜单，更改旋转轴。

Radius为底面圆半径。

Height为圆柱体高度。

如果要设置底面圆心在原点，底面圆半径为1mm，长度为10mm，旋转轴为x轴的半径。

则依次设置为：

（0,0,0,）；x；1；10。

系统默认单位为mm。

3正多边形棱柱绘制：

左键单击

，在绘图区绘制，分四步：

确定底面圆心，确定底面圆半径，确定高度，在自动弹出的对话框

键入多边形边数，完成绘制。

生成名称为RegularPolyhedron1的圆柱体。

在左侧找到RegularPolyhedron1，展开节点，双击节点下的creatRegularPolyhedron1，打开如下对话框：

Ceterposition为圆心坐标。

Startpoint为多边形第一条边起点。

Axis为旋转轴。

Height为高度

Numberof为多边形边数。

4，圆环绘制

左键单击

，在绘图区绘制，分三步：

确定圆环中心，确定圆环内径，确定圆环外径。

系统自动以内外径之差作为截面圆直径，生成Torus1。

双击左侧栏中Torus1节点下creatTorus1，打开如下对话框：

Ceterposition为圆环中心坐标。

Axis为圆环旋转轴。

Minorradius为圆环截面圆半径。

Majorradius为圆环中心到内外径中点的距离。

途中所示为绘制中心在远点，截面圆半径为1mm，半径为10mm的圆环。

5，其他

其他一般应用较少，具体可以参考hfss一片文档。

Hfss绘制图形和maxwell基本完全一致，那篇文档里讲的很全，绘图的所有操作都有讲到。

郭尧师兄那里有。

四、给模型分配材料

以长方体为例。

左键双击box1，弹开以下对话框。

在name下修改模型名字。

material下选择模型材料，系统默认材料为真空vacuum。

单击vacuum，打开下拉菜单

选择edit打开材料选择对话框

在searchbyname对话框下输入copper（铜），点确定，即设置模型材料为铜。

五、添加边界条件。

三维仿真只要绘制一个求解域就行了。

具体操作为：

左键单击

，打开对话框：

选中第一种，value输入200，点击ok。

六、添加激励

Maxwell3D电流激励要添加到闭合导体截面上，因此收先制作截面。

以给圆环添加电流激励为例。

在绘图区左键选中Torus1，右键edit》suface》section，系统弹出对话框：

选择切割平面，yz和xz面可以切出所需横截面，任选一个即可，选择yz面，点ok。

即生成一下截面：

同时左侧栏中sheet节点下出现Torus1_Section1

虽然途中所示为连个截面，实际系统认为是一个，所以要把这连个圆面分开，变为两个。

左侧栏中打开sheet》Torus1_Section1，选中Torus1_Section1，右键edit》boolean》separatebodies，把截面分为两个。

Sheet节点下出现Torus1_Section1_Separate1，将其删掉，保留Torus1_Section1。

左键选中Torus1_Section1，右键assignexcitation》current打开对话框

Name设置激励名称。

Value设置激励大小。

Swapdirection设置激励方向。

点击ok。

完成激励添加。

如下图所示：

七、设置网格剖分。

静态长下不用设置，采用系统默认的网格剖分即可。

瞬态场下，系统自动剖分精度较差，可采用导入静态长剖分的方法。

具体操作：

setup》advanced》ipmortmesh。

八、设置求解参数。

静磁场下求解参数为力、力矩、矩阵。

在最左侧projectmanager中，

关于模型的设置都可以在projectmanager中看到，Parameter即求解参数。

左键选中，右键assign》matrix，打开对话框

选中两个电流，点确定。

备注：

矩阵求解结果包括：

自感，互感，耦合系数，磁通量。

九、求解设置

在Projectmanager中，选中anlysis，右键addsetup。

打开对话框：

其中maxmumnumberofpassé，为最大收敛步骤，系统默认为10步。

Percenterror为百分误差，系统默认为百分之一。

以上两个有一个达到条件即停止计算。

如果仿真过程中出现警告未达到收敛精度，可以增加收敛步骤。

十、设置扫描参数。

1，设置变量

Maxwell输入坐标的地方可以用变量或变量的表达式来代替。

以调解线圈高度为例

上面的线圈为接收线圈，中心坐标为（0,0,20），其中的20为高度。

左键双击createtorus将centerposition的20用zi代替。

点击确定。

系统检测到zi为变量，自动弹出变量编辑对话框：

Name为变量名称

Unittype为变量类型，角度变量为angle，长度变量为length。

这里为长度，找到length。

Unit设置为mm

Value为模型中显示需要的数据。

如果在模型中需要显示的距离是20mm，则设置为20。

2，添加变量扫描

在projectmanager中右键optimetrics》add》parametric（必须先设置setup，才能设置扫描变量）

打开变量设置对话框

单击add，打开对话框，添加变量

Variable中选择需要求解的变量zi，采用默认的linearstep即可。

Start为扫描初值。

设置为10

Stop为扫描终值。

设置为30

Step为扫描步长。

设置为2

则系统求解的变量为zi=10,12，14,16,18,20,22,24,26,28,30.

设置完后点击add，ok，回到原来的对话框

可以看见zi已经添加到扫描变量中。

十一，仿真及结果

1，检测及仿真：

找到工具栏上的

，对号为检测模型，叹号为运行模型。

先检测模型，左键对号，弹出对话框：

全部对号则表示模型检测无错误

黄色叹号表示警告

红色叉号是错误，需要对响应错误进行设置，

全部绿色对号即可进行仿真，左键

，开始仿真。

2仿真结果查看

（1）solutiondata

在projectmanager中右键单击result，选中solutiondata打开对话框

Profile中为求解过程。

Convergence中为收敛次数。

Meshdata为模型的最终网格剖分结果。

Force为求解参数力。

Torque为求解参数例句。

Matrix为求解参数举证，包含自感互感耦合系数等。

通过调整type的下拉菜单，可以查看不同结果。

另外

可以查看变量为不同值下的matrix求解结果。

（2）createmagnetostaticreport

操作：

reault》createmagnetostaticreport》rectangleplot打开对话框：

其中primarysweep为横轴变量。

Y:

为纵轴变量。

Y轴变量可以通过category中选择，可以是单一变量，也可以是几个变量的表达式。

其中耦合系数为：

couplingcoeff为耦合系数，quantity下选择（1,2）fucntion选择none，点击newreport，生成曲线图。

操作：

reault》createmagnetostaticreport》datatable为生成表格，和生成曲线图操作基本相同，就是结果是数据表格。

（3）查看电磁场分布。

在projectmanager选中filedoverlays，

右键field》B》magB为磁密度分布

field》B》B-vector为磁矢量分布。

在彩虹条上右键选择modify打开场分布图设置框

Spectrum选择raibow

Scale下的number为彩虹条颜色的个数，数值越大，显示精确度越高。

其中liner为线性表示，log为对数表示。

Plots下plo选择magB是对磁密图编辑，isovaltype下line为等磁密线图。

Plots下选择B-vector为对磁矢量图编辑，

Maker/arrow》arrowoption》size调整箭头大小。

Plots》B-vector》vactorplot>spacing调整箭头疏密。

Max设为10，最小值设为1，可以较方便的调节。

瞬态场

瞬态场需要将求解器类型设置为transient。

只有几个地方不同。

一、激励添加

（1）激励添加不是current，而是coilterminal，将对话框中的numberofconductor设为1

（2）每一个激励对应一个winding。

右键单击projectmanager》excitation》addwinding

将type设置为external；current设置为0numberofparallelbranch设置为1

（3）将电流激励设在winding节点下。

选中电流激励，右键addtowinding加入到需要设定的winding中。

（4）导入外电路。

将外电路绘制完成后，保存。

通过maxwellcircuit》exportnetlist导出sph文件。

在projectmanager中选中excitation右键externalcircuit》editexternalcircuit》importmesh选中sph文件，导入即可。

二、setup设置。

需要指定瞬态场的仿真时间，起始时间，终止时间，步长。

三、网格剖分

瞬态场自适应剖分精度较差，可采用静态场自适应剖分结果setup》advanced》importmesh。