Magnet 指导中文版实例.docx

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Magnet指导中文版实例

Magnet指导1

2D时间谐波教程

圆柱形防护罩

建模方案

这个问题包括一个空心的缸（Cylinder），在Z方向上无限长，放置在一个均匀场中。

一个无限长的链线圈（Coil），放置在缸的每个方向的边界上，提供均匀的磁场。

对称条件允许对问题的四分之一进行建模。

该模型是由三个部分组成：

一个四分之一缸（Cylinder），一个线圈（Coil），和包围着其他两部分的空气空间（Air）。

模型的几何形状如下所示。

在绘制后，几何形状将被扫描为部件，两个线圈被创建为一组部件。

应用边界条件是对称的。

该磁场的正常边界条件适用于空气空间的顶部，底部和右侧的表面。

默认的边界条件，切向的磁通，被自动应用到剩余的表面。

提示：

在空气箱（线圈的外部）的右表面上的磁场正常边界条件迫使线圈磁通延伸到无穷远。

如果表面有切向磁通边界条件，线圈磁通将被迫返回内部的线圈（这将给线圈内的不正确的磁场值）。

缸区域的网格密度要增加以便提高求解精度。

该模型的解决在z=0的XY平面（结构层的默认位置）。

打开一个新模型

1.开始MagNet，主窗口将显示。

2.如果MagNet已经运行，选择新建从文件菜单去打开一个新的模型。

如果你已经使用了MagNet，窗口将显示最近的活动。

为了最大化窗口，单击在主窗口顶部最右端的

。

为模型命名

1.在文件（File）菜单，单击SaveAs.

2.在SaveAs对话框，输入文件名称：

CylinderShield-Time-Harmonic.

3.选择你想存放文件的地点。

4.在SaveAs对话框，单击Save.

建立几何模型

几何模型如下图所示。

设置绘图区域

该模型将使用键盘输入栏，所以结构网格是不需要的，可以从显示中删除。

绘图单位为米（MagNet默认）。

1.关闭显示的结构网格（如果网格显示的话）。

如果网格是显示的，在View菜单切换ConstructionGrid。

2.在View工具条，单击

（自动显示全景）。

此选项将更新模型以适应视图窗口中的显示。

创建空气空间构件

画出空气空间的几何形状

空气空间的几何形状如下图所示。

1.如果键盘输入栏没有在主窗口底部显示，则在Tools菜单下选择KeyboardInputBar.

2.确认

（笛卡尔坐标）和

（绝对值）在键盘输入栏中是被选中的。

3.在Draw工具条，单击

（直线绘图工具）。

4.在键盘输入栏，输入下面的坐标，绘制出空气空间。

开始坐标0,0按键ENTER

结束坐标0.8,0按键ENTER

结束坐标0.8,0.78按键ENTER

结束坐标0,0.78按键ENTER

结束坐标0,0按键ENTER

5.按键ESC来停止绘图。

构件空气空间部件

一个部件现在可以从你绘制的表面上构建出来。

部件被扫过一个单位长度。

组件是使用组件对话框（MakeComponent）创建的。

1.在编辑（Edit）菜单，单击选择施工片表面（SelectConstructionSliceSurfaces）。

2.将鼠标指针放置在空气空间的表面范围内，点击。

当被选中时，表面将高亮显示。

3.在模型工具条（Modeltoolbar），单击

（单方向构件部件）（MakeComponentinaLinetool）.对应的对话框（MakeComponentinaLinetool）将会显示。

4.在名字输入框，输入Airspace.

5.在材料下列列表，确认AIR被选中。

AIR是默认材料。

6.在距离（Distance）输入框，输入1.

7.单击OK完成设置。

部件被创建。

8.在文件（File）菜单，单击Save.

创建线圈部件

线圈组件的几何形状如下所示。

绘制线圈组件

1.在绘制（Draw）工具条，点击

（线条绘制工具）。

2.在键盘输入栏，输入下列坐标来绘制线圈。

开始坐标0.8,0按键ENTER

结束坐标0.8,0.78按键ENTER

结束坐标0.78,0.78按键ENTER

结束坐标0.78,0.按键ENTER

结束坐标0.8,0按键ENTER

3.按键ESC。

构件线圈部件

1.在编辑（Edit）菜单，单击选择施工片表面（SelectConstructionSliceSurfaces）。

2.将鼠标指针放置在线圈表面，单击。

3..在模型工具条（Modeltoolbar），单击

（单方向构件部件）（MakeComponentinaLinetool）.

4.在名字输入框，输入Coilcomponent.

5.在材料下列列表，选择Copper:

5.77e7Siemens/meter。

6.点击OK完成创建。

7.在文件（File）菜单，点击Save。

创建缸部件

四分之一缸位于空气空间的左下角。

它的壁厚为0.0048米，内径为0.1317米。

绘制缸

1.在绘制工具栏，单击

（圆弧绘图工具）。

2.在键盘输入栏中，输入下面的坐标为气缸的内弧。

注：

在逆时针方向绘制圆弧。

中心坐标0,0按键ENTER

开始坐标0.1317,0按键ENTER

结束坐标0,0.1317按键ENTER

3.在键盘输入栏中，输入下面的坐标为气缸的外弧。

中心坐标0,0按键ENTER

开始坐标0.1365,0按键ENTER

结束坐标0,0.1365按键ENTER

4.在绘图工具栏上，点击

（线条绘制工具）。

5.在键盘输入栏中，输入下面的坐标，画出气缸的线。

开始坐标0,0.1317按键ENTER

结束坐标0,0.1365按键ENTER

6.按键ESC

7.在键盘输入栏中，输入下面的坐标，画出气缸的线。

开始坐标0.1317,0按键ENTER

结束坐标0.1365,0按键ENTER

8.按键ESC

构建缸的部件

1.在View工具栏，单击

（检验模型）。

2.保持按住Ctrl键不放然后有鼠标左键在缸体附件围成一个矩形框体。

3.释放鼠标指针。

由矩形包围的区域被放大。

4.在Edit菜单上，单击选择施工片表面（SelectConstructionSliceSurfaces）。

5.单击气缸内表面的鼠标指针。

表面被选定时高亮显示。

6.在模型工具条（Modeltoolbar），单击

（单方向构件部件）（MakeComponentinaLinetool）.

7.在名字输入框，输入Cylinder.

8.单击NewMaterial.

在这个问题上你将不得不创建一个新的材料在你的材料库。

9.在General页面，输入下列数据：

•Name:

Aluminum6061

•Displaycolor:

ClickDisplayColorandselectanappropriatecolor

•Description:

Optional

10.单击Next.

11.在Options页面，选择以下选项：

•MagneticPermeability

•ElectricConductivity

12.使用下一步按钮来打开下一个页面，输入以下值：

•TemperatureCelsius=20

•RelativePermeability=1

•CoercivityAmps/m=0

•ConductivitySiemens/m=2.538e7

13.一旦输入了所有的值，请单击“确认”页面中的Finish，以创建新材料。

14.从Material列表，选择Aluminum6061

15.点击OK完成创建。

16.在文件（File）菜单，点击Save。

旋转显示模型

1.在View工具栏，点击

（自动显示全景）。

2.在View工具栏，点击

（检验模型）。

3.按住鼠标左键，拖动鼠标指针在一个或多个以下方向：

•Dragdowntorotatethedisplaydownward.

•Draguptorotatethedisplayupward.

•Draglefttorotatethedisplaytowardtheleft.

•Dragrighttorotatethedisplaytowardtheright.

4.释放鼠标指针。

模型在关于模型中心旋转。

在旋转过程中模型以线框的方式显示。

修改网格

在二维有限元分析中，将模型划分为三角网格单元。

解决方案的准确性取决于场的性质和网格的大小。

在大小和方向都变化很快的场中，需要小的网格爱保证高准确度。

对于部件的体积或者部件的特定表面提高网格密度的一种方法是设置网格的最大尺寸。

以下步骤将演示这个方法。

观察初始网格

在改变最大网格尺寸的大小之前，默认的初始网格可以查看。

1.在预设视图工具栏上，单击

（Z轴正方向）。

2.在视图工具栏，单击

（检验模型）。

3.保持按住Ctrl键不放，鼠标左键在缸体附件围成一个矩形框体。

4.释放鼠标指针。

由矩形包围的区域被放大。

5.在View菜单栏上，单击Initial2DMesh（初始2D网格）。

初始网格出现在视图（View）窗口。

初始网格显示在Z=0的XY平面上。

网格应该类似于下图。

6.在View菜单栏上，单击SolidModel（实体模型）。

设置最大网格尺寸

在这个过程中,我们将对缸的模型以及模型的一些顶点设置最大的尺寸。

1.在Project工具栏的Object页面上，选择CylindricalShield–Timeharmonic.mn.

2.在Edit菜单下，点击Properties（属性）。

Properties对话框将出现。

3.选择Mesh（网格）选项卡。

4.在最大尺寸（Maximumelementsize）的复选框内点击，在输入框内输入0.05.

5.单击Apply.

提示：

点击OK,而不是Apply,使对话框打开,让我们进行下一个过程而不必重复步骤2.

6.在Project工具栏的Object页面，选择Cylinder部件。

缸的属性对话框将出现。

7.选择Mesh选项卡。

8.在最大尺寸（Maximumelementsize）的复选框内点击，在输入框内输入0.0025.

9.点击OK。

10.在Edit菜单栏，点击SelectComponentVertices（选择部件的顶点）。

11.点击第一个顶点（Cylinder,Face#1,Edge#1,Vertex#1）顶点,如下图左边所示,,然后右键单击鼠标。

12.在pop-up菜单栏选择Properties（属性）。

13.选择Parameters（参数）选项卡。

14.在MaximumElementSize参数的表达式行中，输入0.0005%m.

15.按键Tab,点击Apply。

16.单击第二个点（Cylinder,Face#1,Edge#1,Vertex#2），正如上述右图所示。

17.在MaximumElementSize参数的表达式行中，输入0.0005%m.

18.点击OK。

查看修改网格

1.在View菜单，单击Initial2DMesh（原始2D网格）。

网格数据更新（这将会等一会儿）。

网格应该类似于下图。

2在View菜单栏，点击SolidModel（实体模型）。

定义边界条件

场正常的边界条件应用于三个表面的空气空间:

顶部,底部,右表面。

默认的边界条件,切向磁通量,自动应用到剩余的表面。

现场正常的边界条件约束磁场的切向分量为零。

这个场的边界是正常的（垂直）。

通量切向边界条件约束为零磁通密度的正常组成部分。

通量是由切向流动,（和）的边界。

应用正常的场边界条件

在Project工具栏的Object页面中类除了模型的所有对象。

你可以使用Project页面来选择对象。

1.在View菜单栏，点击SolidModel（实体模型）。

2在View工具栏，点击

（自动显示全景）。

3在View工具栏，点击

（检验模型）。

4.保持按住鼠标左键，拖动鼠标指针使得模型以3D视图的形式旋转（类似于下图）。

该旋转将显示场的正常边界条件将被应用的表面。

5.在Object页面中，点击空气空间旁的加号标志（+）。

部件的表面将会显示。

6.点击Face#4.

View窗口将显示选中的表面。

7.保持按住CTRL键，并且选中空气部件（Airspace）的Face#3和Face#5两个表面。

三个表面（Face#3,Face#4,andFace#5）在View窗口都会被选中。

提示：

你可以通过按住Shift或Ctrl键的同时点击其他对象选中从而多个对象。

如果你按下Ctrl键的同时单击对象，你可以再次点击一个对象去取消选择它。

8.在BoundaryCondition（边界条件）工具栏，点击

（正常场）

场的正常边界条件被应用于被选择的表面。

创建线圈

线圈由线圈部件件和缸创建。

线圈创建后，编辑默认属性。

1.在Object页面,选择Coilcomponent,Face#1（起始表面）（StartFace）.

2.在Model菜单栏，点击MakeSimpleCoil（制作简单的线圈）。

线圈在Object页面上被列为Coil#1。

3.在Object页面，选择Cylinder。

提示：

由于这个问题的模型只建立了四分之一，很有必要确保缸周围的线圈是短路的。

4.在Model菜单栏,点击MakeSimpleCoil（制作简单线圈）.

线圈在Object页面上被列为Coil#2。

5.在File菜单，点击Save.

编辑线圈属性

1.在Project工具栏，选择Coil选项卡。

在Coil页面将要显示。

2.选择Coil#1.

3.在Edit菜单，单击Properties（属性）。

Coilproperty对话框将显示。

4.在No.ofTurns（转数）栏中输入1000，按键Enter。

5.在输入框CurrentperTurn，输入（63.7,0），然后点击Apply.

电流为63.7，相位为0.

6.保持Coilproperty对话框打开，从Coil页面，选择Coil#2.

7.在Type下拉列表，选择Solid并且按键Enter.

8.在Source下拉列表，选择Voltagedriven并且单击OK.

coil页面将会自动更新。

9.在File菜单栏，点击Save.

设置源频率

1.在Solve菜单栏，点击SetSolverOptions（设置求解选项）。

求解选项的对话框将出现。

2.选择Linear选项。

提示：

如果不设置Linear选项，解算器将自动检测线性材料的存在。

3.在SourceFrequency（源频率）输入框，输入400。

默认单位为Hertz（赫兹）。

4.点击OK。

改变多项式阶

网格中的每个点的电位被建模为一个多项式的空间坐标（x,y）。

在一般情况下，较高的阶数提供更高的精度，但需要更大的求解时间。

对于二维平移模型，默认的多项式阶数1。

在本教程中，该命令将更改为2。

多项式的阶数是在Model（模型）属性页或SolverOptions（解算器选项）页中设置的。

改变多项式阶

1.在Object页面，选择CylindricalShield-Timeharmonic.mn.

2.在编辑菜单栏，点击Properties（属性）。

Model属性页将显示。

3.选择Parameters选项卡。

4.向下滚动参数列表直到polynomialorder行出现。

5.在Expression（表达式）列中，键入2，然后按Tab。

6.点击OK。

7.在File菜单栏，点击Save.

求解

在Solve菜单上，点击（Time-harmonic2D）二维时间谐波。

Time-harmonic2DSolverProgressdialog（二维时间谐波进展求解器）对话框将出现）。

缸的问题只需要几秒钟的时间来解决（解决的时间可能会有所不同，根据计算机）。

当解决方案完成时，该解算程序自动退出。

查看解决方案的结果

本节将对以下结果进行回顾：

•轮廓图

•在导体中的时间平均欧姆损耗

•在（0,0）点的磁感应强度B的大小

观察轮廓图

轮廓线图显示的磁通函数的轮廓线。

这些轮廓线是磁通线（磁通线是无处不在的是磁通密度矢量平行的）。

1.在观察轮廓图之前切换回View窗口通过点击位于窗口底部的

View选项卡

。

2.在Project栏上，选择Field选项卡。

Field页面将打开。

3.选择Contour选项卡（在Field页面的底部）。

4.在FieldsToDisplay列表，选择FluxFunctionat0°。

5.在Field页面的底部，点击UpdateView。

轮廓图将会显示（可能需要一段时间才能显示）。

提示：

如果View窗口没有显示轮廓图，可以在View工具栏单击

（查看所有工具）。

查看时间平均欧姆损耗

单击Results选项卡来切换Results窗口一旦解决方案完成的时候。

选择OhmicLoss选项卡。

在OhmicLoss页将显示模型中每个导电元件的时间平均欧姆损耗。

设置阴影图的颜色插值和样式

本程序将设置默认的阴影图，以平滑代替离散，这是默认的。

1.在View菜单栏，点击DefaultFields。

2.在Project项目栏，选择View选项卡。

3.在View工具树上，点击ShadedPlot.

4.在Edit菜单，点击Properties（属性）。

ShadedPlotProperties（阴影图属性）页面将显示。

5.单击Styles选项卡，然后从Interpolation下拉菜单中选择"Smooth:

Displaysblendedcolorsbetweenfieldvalues"（平滑：

显示场值之间的混合颜色）。

6.点击OK.

查看磁场强度|B|的阴影

1.在Project栏上，选择Field选项卡。

2.选择Contour标签。

3.在FieldsToDisplay列表，确认None被确认。

4.选择Shaded标签。

5.在FieldsToDisplay列表，选择RMS|B|.

6.单击UpdateView按钮。

模型的表面上的阴影图显示。

在阴影图旁边显示一个彩色的图例。

探查在（0,0）点附近的磁感应强度B的大小

该场的探测功能可以让你探测场值，用鼠标在解决方案中找出所需的位置。

该值显示在StatusBar（状态栏）中。

您还可以将所选值写入TextOutputBar（文本输出栏），该输出栏将显示模型的全局坐标值。

使用鼠标指针来探测磁场的强度值

1.在Tools菜单栏，点击FieldProbe。

一个复选标记表明它以启用。

2.移动鼠标（十字）在（0,0）附近。

场的值，在这个特定的位置将会在StatusBar显示。

3.在区域的任何地方点击鼠标左键。

TextOutputBar将会自动打开（如果准备好的话），并且场的值和坐标（x,y,z坐标）将会显示。

上面的例子显示了几个场的值（标题下的RMS|B|）和他们的每一个位置。

保存模型

你现在已经完成了圆柱缸的时间谐波版本。

1.在File菜单上，单击Save。

2.在File菜单上，单击Close。

总结

在本教程中，您完成了一次谐波解决方案的基本柱面缸模型的编辑步骤。

你学到的技能包括：

●创造新材料

●编辑每个线圈的属性

●设置源频率

●设置线性解决方案

●改变模型的多项式阶数

●查看模型的轮廓线图

●查看导体中的时间平均欧姆损耗

●查看模型的阴影图

●用现场探测功能探测磁场值