靜磁場的案例
霍爾推力器靜磁場仿真APP
霍爾推力器靜磁場仿真APP封裝了霍爾推力器磁極參數、陶瓷壁參數、兩線圈距內外磁極距離參數，其二維模型可達到快速計算霍爾推力器結構變化對通道內磁場分布影響的目的。霍爾推力器靜磁場仿真APP可查看磁場分布、磁通等值線云圖等、也可測量工程上所關注的器件陽極表面磁場強度的計算結果。
對于那些對航空航天領域感興趣的人來說，霍爾推力器靜磁場仿真APP可能是一個非常有用的工具。該應用程序可以幫助工程師們快速計算霍爾推力器結構變化對通道內磁場分布的影響，這對于設計和優化推力器來說是至關重要的。
該應用程序封裝了霍爾推力器磁極參數、陶瓷壁參數和兩線圈距內外磁極距離參數，使用它可以查看磁場分布、磁通等值線云圖等，也可以測量工程上所關注的器件陽極表面磁場強度的計算結果。
隨著科技的不斷進步，我們對航空航天領域的研究也在不斷深入。霍爾推力器作為一種新型的電推進技術，具有高效、可靠、靈活等優點，正在受到越來越多的關注。因此，開發這樣一款應用程序可以加速霍爾推力器的研究和應用。
雖然對于一般用戶來說，這個應用程序可能并不是很有用，但是對于那些從事航空航天領域工作的人來說，它可以提高他們的工作效率和精度，因此是一個非常有價值的工具。希望這個應用程序能夠不斷更新和完善，為航空航天領域的研究和應用做出更多的貢獻。
在線計算霍爾推力器靜磁場仿真APP：霍爾推力器靜磁場仿真APP - Simapps Store - 工業仿真APP商店
展開 ANSYS Maxwell 靜磁場實例(一) ￥10
求解一永磁體在周圍靜磁場作用下扭矩的計算方法，模型如下圖，線圈電流通以一定的電流，線圈和鐵心有一定的夾角。
H磁場強度分布:
B磁感應強度:
具體的操作視頻和源文件分享給大家，歡迎批評指正。
泊松方程和拉普拉斯方程
靜磁場的泊松方程和拉普拉斯方程 在SI制中，靜磁場滿足的方程為
式中為傳導電流密度第一式表明靜磁場可引入磁矢勢A描述：
在各向同性、線性、均勻的磁媒質中，傳導電流密度[134-1]0的區域里，磁矢勢滿足的方程為
選用庫侖規范，·A=0，則得磁矢勢A滿足泊松方程
式中純數 為媒質的相對磁導率， 真空磁導率 =1.257×10(亨／米。在傳導電流密度=0的區域里,上式簡化為拉普拉斯方程
靜磁場的泊松方程和拉普拉斯方程是矢量方程，它的三個直角分量滿足的方程與靜電勢滿足的方程有相同的形式。對比靜電勢的解，可得矢勢方程的解。
展開 ANSYS Maxwell中邊界條件的應用
3 Zero Tangential H Field &Magnetic Field (H-Field)
3.1 邊界條件解釋
3.1.1 Zero Tangential H Field
零切向磁場，磁場H的切向分量被設置為0，磁力線垂直于該邊界條件，適用于施加外部磁場，如地磁場的垂直面。
3.1.2 Magnetic Field (H-Field)
磁場邊界條件，磁場的切向分量被指定為預定義的值，但如果該分量的值被指定為0，則其效果與Zero Tangential H Field相同，磁場與該邊界垂直，適用于施加外部磁場，如地磁仿真。
3.2 案例驗證
本案例中將會在Maxwell 3D靜磁場中施加一個沿Y軸正方向的外部磁場。如圖5所示，創建一個正方體軟磁體，材料設置為“Steel_1010”，并在正方體外部創建Region，將“Percentage Offset”設置為每個方向均為100%。
在Region與Y軸平行的4個面上分別按照圖6和圖7添加場強為40A/m的Tangential H Field邊界條件；并在與Y軸垂直的2個面上分別按照圖8添加Zero Tangential H Field邊界條件，完成后效果如圖9所示。
本案例查看軟磁體周圍靜磁場的分布，設置一個足夠收斂的“Setup”，求解完成后如圖10和圖11所示查看XY平面的磁密分布。
展開 
《Ansoft工程電磁場有限元分析》
【目錄】
第1章 電磁場有限元分析簡介
1.1 電磁場基本理論
1.2 電磁場求解的有限元方法
1.3 Ansoft電磁場分析軟件簡介
第2章 Maxwell 2D開發環境
2.1 [執行命令]對話框
2.2 幾何建模器
2.3 邊界條件管理器
2.4 材料管理器
2.5 網格生成器
2.6 參數列表器
2.7 后處理器
2.8 場計算器
第3章 二維靜磁場分析
3.1 二維靜磁分析理論
3.2 二維靜磁分析中源的處理
3.3 二維靜磁分析中的邊界條件
3.4 [例3.1]螺線管電磁閘靜磁場分析
3.5 [例3.2]電磁體設計
第4章 二維渦流場分析
4.1 二維渦流分析理論（A-Φ法）
4.2 二維非線性渦流場理論
4.3 二維渦流分析中源的處理
4.4 二維渦流分析中的阻抗邊界條件
4.5 [例4.1]母線阻抗渦流分析
4.6 [例4.2]同軸線電感分析
第5章 二維軸向磁場渦流分析
5.1 二維軸向磁場渦流分析理論
5.2 二維燦向磁場渦流分析源的處理
5.3 [例5.1]疊片鋼渦流損耗分析
第6章 二維靜電場分析
6.1 二維靜電分析理論（標勢法）
6.2 二維靜電分析中的邊界條件
6.3 二維靜電分析中源的加載
6.4 [例6.1]微波集成電路中的微帶線分析
第7章 二維直流傳導穩恒電場分析
第8章 二維變交變電場分析
第9章 二維瞬態場分析
第10章 二維溫度場分析
第11章 二維參數化電磁場分析
第12章 三維靜電場分析
第13章 三維靜磁場分析
第14章 三維渦流場分析
第15章 三維瞬態場分析
第16章 三維數數化電磁場分析
第17章 三維溫度場分析
第18章 三維應力場分析
參考文獻
展開 人造地磁場可以保護人類在火星上免受宇宙射線影響嗎？
比如宇宙射線對人類的輻射影響非常大，而火星沒有天然幾何磁場來保護人類不受射線影響。
模擬靜磁場可以保護火星上的殖民者免受宇宙射線的傷害。圖像具有火山口墻壁和地板（棕色線），主屏蔽電纜（紅線），東火山口墻上的返回電流（藍線）和火山口墻外的返回電流（紫色線）。白色區域的屏蔽低于人體安全限值。火山口地板上的彩色區域為容納移民者的棲息地。
基于達成移民火星的愿景，工程師們模擬了一個使用靜磁場創建的人造磁場，它的行為就像舊的USS Enterprise上的偏轉器一樣，創造了一個能量場，可以使棲息地周圍的危險粒子發生偏轉。
設計火星殖民地磁力宇宙宇宙射線盾
科學家們假設該盾牌用來保護火星的奧馬哈隕石坑，其直徑為9公里（5.6英里），深度為2公里（1.2英里）。對于這樣大小的隕石坑，盾牌的功率要求為80kW（107馬力），與小型車大致相同。
奧馬哈隕石坑與北/南中心線的船員設施合照。火山口東西邊緣附近設置的屏蔽設施太弱了。
有些人建議可以暫時利用隱藏在地下的洞穴來躲避輻射傷害。也有其他的聲音反應可以建立一個人工湖來防御火山口附近的輻射。但這些都不是長久之計，也無法從源頭抵抗宇宙輻射傷害。
從理論上講，靜磁場可以保護移民者，并可以擴大規模以保護較大的人類棲息地。而在未來通過移動運輸設備，有一天可能會看到這種類型的保護，使得任務遠遠超出棲息地的保護范圍。
也許你會有疑問，為什么不使用靜電來設計防護罩？
因為它不適用于火星大氣層。大氣的電導率太高，無法形成有用的靜電屏蔽電位。它比地球的大氣電導率高兩個數量級，如果在火星上持續地放電，這會妨礙工作人員的操作。
靜磁盾可能會偏轉所有太陽風暴質子，幾乎所有的太陽耀斑質子和超過一半的銀河宇宙射線（GCR）質子。該設計采用現有技術，包括超導電力線，超導電磁鐵和碳納米管電纜。
展開 《電氣工程電磁場數值分析》
【商品目錄】
前言
第一章 緒論
參考文獻
第二章 電氣工程中電磁場的基本方程
第一節 電磁場的基本方程組
第二節 穩態標量位的方程
第三節 穩態矢量位方程
第四節 交變電磁場方程
第五節 電磁場微分和積分方程的通式
第六節 定解條件
第三章 有限元法原理
第一節 有限元概念
第二節 函數逼近的理論
第三節 算子方程及變分原理
第四節 變分方法的離散格式
第五節 加權余量法
參考文獻
第四章 二維電磁場有限元法
第一節 平面非線性磁場有限元法
第二節 非線性方程組的解法
第三節 軸對稱磁場有限元法
第四節 前處理和后處理技術
第五章 三維靜電場有限元分析
第一節 泊松方程的有限元離散格式
第二節 空間單元分析和代數方程集合
第三節 邊界條件征昨簡單計算實例
第四節 等參元有限元法
參考文獻
第六章 三維靜磁場矢量位有限元分析
第一節 雙旋度方程和矢量泊松方程
第二節 雙旋度方程的有限元離散格式
第三節 空間單元分析
第四節 非線性方程組的形成和求解
第五節 邊界條件處理
第六節 計算實例
參考文獻
第七章 三維靜磁場標量位有限元分析
第一節 部分標量位和全標量位
第二節 雙標量位法
第三節 恒定電流磁場的積分表達式
第四節 單元分析和計算步驟
第五節 雙標量位等參元法
參考文獻
第八章 永磁場有限元分析
第一節 永磁磁場基本方程
第二節 二維及軸對稱永磁磁場的有限元法
第三節 三維矢量磁位有限元法
第四節 三維標量磁位有限元法
第五節 矢量磁位和標量磁位結合方法
第六節 計算實例
參考文獻
第九章 三維渦流場有限元分析
第十章 溫度場有限元分析
第十一章 電磁場無單元方法
第十二章 磁場力的數值計算
第十三章 電磁機構動態特性數值分析
第十四章 電磁場逆問題和優化方法
展開 【文獻】基于COMSOL軟件的靜磁場仿真與分析
【文獻】基于COMSOL軟件的靜磁場仿真與分析
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Ansoft的功能：
穩態磁場的分析通常歸結為兩大類：靜態場分析與渦流場分析，靜態磁場是指所有的磁場兩均不隨時間改變而改變。渦流磁場是指激勵隨時間按正弦或者余弦規律變化，從統計上來講又是時間平穩的。
靜磁場：所謂靜態場是不隨時間變化的磁場，通常包括下面幾種情況：永磁體的磁場；穩恒電流產生的磁場、外加靜磁場產生的磁場；均勻運動的導體（如線性感應電機）。
渦流場：對于激勵源（電壓或電流）服從正弦或者余弦規律變化所產生的電磁場問題為渦流問題或者諧性問題，渦流問題的應用較為廣泛，變壓器、感應電機、感應加熱器以及工作在交流狀態下的電磁裝置均為渦流電磁場分析范疇。渦流、集膚效應、渦流導致的能量損耗、磁場中的力矩與力、阻抗等式渦流分析中通常感興趣的物理量。
瞬態磁場分析：在實際電磁場問題中常常會遇到電壓、電流、外加場是無規則變化的，被求解問題雖時間做一定有規則的運動，以及所加載激勵是時間、位置或者速度的函數關系，此類問題屬于瞬態問題的范疇。
有限元分析的基本步驟
1、創建項目及定義分析類型 2、建立幾何模型 3、定義及分配材料 4、定義及加載激勵源和邊界條件 5、求解參數設定 6、后處理
查看軟件計算的網格數量和能量誤差
場圖：查看所關心的場圖分布：
點擊菜單欄上的 View/Set View Context 項，在 Time 時間選項中，點擊右側的箭頭，在下拉菜單中選中 0.2s 這一計算時刻做為分析對象
選中計算區域，右鍵 Field Voltage 電壓分布場圖 E 電場強度J傳導電密 Ohmic Loss 歐姆損耗A 矢量磁位H 磁場強度 B 磁感應強度 Energy 能量
當目前已經顯示了一個場圖，要查看其它場圖分布時，需要將先前生成的分布圖隱藏然后才可以繼續顯示場圖，否則多個圖像會同時顯示在一個模型上。
展開 電磁場分析書籍推薦--《Ansoft 工程電磁場有限元分析》
11.1.4 磁場力、電感隨位置變化的函數圖
11.1.5 磁場力、電感隨電流變化的函數圖
11.2 〖例11.2〗冶金選礦領域磁選機的設計
11.2.1 比磁力的計算
11.2.2 求解步驟
11.2.3 磁場強度分布和磁選力的計算
第12章 三維靜電場分析
12.1 〖例12.1〗質譜儀靜電場分析
12.1.1 生成幾何模型
12.1.2 指定材料屬性
12.1.3 指定邊界條件和源
12.1.4 設定求解選項
12.1.5 數值計算分析
第13章 三維靜磁場分析
13.1 三維靜磁場分析理論
13.1.1 傳導電流求解
13.1.2 靜磁場求解
13.1.3 電感理論與計算
13.1.4 磁場儲能與伴隨儲能
13.1.5 洛侖茲力
13.1.6 洛侖茲力距
13.1.7 虛位移法計算磁場力
13.1.8 虛位移法計算磁場轉矩
13.2 三維靜磁分析中源的處理
13.2.1 電壓
13.2.2 電壓降
13.2.3 電流源
13.2.4 電流密度源
13.2.5 電流密度端口（Current Density Terminals）
13.3 三維靜磁分析中的邊界條件
13.3.1 默認邊界條件
13.3.2 H磁場邊界
13.3.3 對稱邊界
13.3.4 匹配邊界
13.3.5 絕緣邊界
13.4 〖例13.1〗靜磁力分析
13.4.1 生成幾何模型
13.4.2 指定材料屬性
13.4.3
展開 OPERA/TOSCA——靜磁場計算實例介紹
我是做加速器物理的，國家重點科研工程項目－中國散裂中子源(CSNS)，其磁場的設計全部由OPERA/TOSCA承擔。
下面的例子同樣適合電力，電氣部門，航天部門，醫療部門，核技術部門的磁場設計需求～
下面給出我做的模擬和磁場三維計算分析的部分結果：
1. 加速器中用于粒子偏轉的二級鐵，如圖7B150-1;
2. 該磁鐵磁場的分析計算。下圖為磁場諧波分析，非常準確，已經實際磁測比較過～如圖B_Bx
tosca概述.pdf
Ansys WorkBench 13.0靜磁場分析例方法與實例
請選擇一個簡單的磁場，分析表面理論值與模擬值。。。驗證 一下。
有機會放出13.0電磁場的分析了，純屬業余愛好。。懂的的可以討論一下
永磁場workbench 13分析.rar
基于Ansoft Maxwell的永磁直流空心杯電機有限元分析
圖3 電機外加激勵電路
2.4 仿真結果與分析
2.4.1 電機靜磁場分析及結果
電機靜磁場分析是指僅有永磁體作為勵磁激勵條件下的分析方式，此時外電路不參與分析。
永磁直流空心杯電機靜磁場分析得到的磁力線分布云圖與磁感應強度云圖如圖4、圖5所示。
圖4 靜態下電機磁力線分布
圖5 靜態下電機磁感應強度云圖
由于空氣的磁導率遠小于選用機殼材料的磁導率，故認為磁力線僅在于電機系統中流通，可以忽略流向空氣中的漏磁[5]。在設置仿真的邊界條件時，采用狄里克萊邊界條件。由圖6、圖7所示可看出，電機的內外邊界邊緣處沒有磁力線穿越。
圖6 機殼外邊緣磁力線分布圖
圖7 機殼內邊緣磁力線分布圖
2.4.2 電機瞬態磁場分析及結果
Maxwell在瞬態磁場仿真中需要將運動部分與靜止部分利用一個特定的區域分開[6]。因此需要添加運動(Band)模塊的設置，為簡化計算域的劃分，Band域設置為電機的磁場及內磁路。激勵繞組的設置與靜態磁場類似。通過瞬態仿真，可以精確的分析電機在不同時刻的輸出特性以及特性曲線。仿真結束時電機的輸出轉矩曲線、輸出轉速曲線和輸入電流曲線如圖8至圖10所示。
圖8 輸出轉矩曲線
圖9 輸出轉速曲線
圖10 輸入電流曲線
從圖8至圖10中可以看，電機穩態輸出轉矩大小為0.032 N·m, 穩態輸出轉速大小為8009 r/min, 輸入電流大小為1.49A,整機輸出功率大小為26.84 W,滿足要求輸出參數。
2.4.3 電機機械特性
機械特性曲線主要是用描述電機的輸出情況。一般情況下，其Y軸截距點表示電機在堵轉狀態下的轉矩，X軸截距點表示電機空載運行時的空載轉速情況以及為零的轉矩。
展開 核磁共振設備工作過程人體溫度監控中應用的光纖溫度傳感器
核磁共振成像（簡稱NMRI），又稱自旋成像，也稱磁共振成像（簡稱MRI），臺灣又稱磁振造影，香港又稱磁力共振成像，是利用核磁共振（簡稱NMR）原理，依據所釋放的能量在物質內部不同結構環境中不同的衰減，通過外加梯度磁場檢測所發射出的電磁波，即可得知構成這一物體原子核的位置和種類，據此可以繪制成物體內部的結構圖像。
磁共振成像是一種較新的醫學成像技術，國際上從一九八二年才正式用于臨床。它采用靜磁場和射頻磁場使人體組織成像，在成像過程中，既不用電子離輻射、也不用造影劑就可獲得高對比度的清晰圖像。它能夠從人體分子內部反映出人體器官失常和早期病變。它在很多地方優于X線CT。雖然X-CT解決了人體影像重疊問題，但由于提供的圖像仍是組織對X射線吸收的空間分布圖像，不能夠提供人體器官的生理狀態信息。當病變組織與周圍正常組織的吸收系數相同時，就無法提供有價值的信息。只有當病變發展到改變了器官形態、位置和自身增大到給人以異常感覺時才能被發現。磁共振成像裝置除了具備X線CT的解剖類型特點即獲得無重疊的質子密度體層圖像之外，還可借助核磁共振原理精確地測出原子核弛豫時間T1和T2，能將人體組織中有關化學結構的信息反映出來。這些信息通過計算機重建的圖像是成分圖像（化學結構像），它有能力將同樣密度的不同組織和同一組織的不同化學結構通過影像顯示表征出來。這就便于區分腦中的灰質與白質，對組織壞死、惡性疾患和退化性疾病的早期診斷效果有極大的優越性，其軟組織的對比度也更為精確。
原子核自旋，有角動量。由于核帶電荷，它們的自旋就產生磁矩。當原子核置于靜磁場中，本來是隨機取向的雙極磁體受磁場力的作用，與磁場作同一取向。以質子即氫的主要同位素為例，它只能有兩種基本狀態：取向“平行”和“反向平行”，他們分別對應于低能和高能狀態。精確分析證明，自旋并不完全與磁場趨向一致，而是傾斜一個角度θ。
展開 核磁共振檢查過程中的溫度監控的光纖溫度傳感器
當原子核置于靜磁場中，本來是隨機取向的雙極磁體受磁場力的作用，與磁場作同一取向。以質子即氫的主要同位素為例，它只能有兩種基本狀態：取向“平行”和“反向平行”，他們分別對應于低能和高能狀態。精確分析證明，自旋并不完全與磁場趨向一致，而是傾斜一個角度θ。這樣，雙極磁體開始環繞磁場進動。進動的頻率取決于磁場強度。也與原子核類型有關。它們之間的關系滿足拉莫爾關系：ω0=γB0，即進動角頻率ω0是磁場強度B0與磁旋比γ的積。γ是每種核素的一個基本物理常數。氫的主要同位素，質子，在人體中豐度大，而且它的磁矩便于檢測，因此最適合從它得到核磁共振圖像。
從宏觀上看，作進動的磁矩集合中，相位是隨機的。它們的合成取向就形成宏觀磁化，以磁矩M表示。就是這個宏觀磁矩在接收線圈中產生核磁共振信號。在大量氫核中，約有一半略多一點處于低等狀態。可以證明，處于兩種基本能量狀態核子之間存在動態平衡，平衡狀態由磁場和溫度決定。當從較低能量狀態向較高能量狀態躍遷的核子數等于從較高能量狀態到較低能量狀態的核子數時，就達到“熱平衡”。如果向磁矩施加符合拉莫爾頻率的射頻能量，而這個能量等于較高和較低兩種基本能量狀態間磁場能量的差值，就能使磁矩從能量較低的“平行”狀態跳到能量較高“反向平行”狀態，就發生共振。
最后推薦一款應用在核磁共振檢查中溫度監控的光纖傳感器，由工采網從國外引進的光纖溫度傳感器 - THR-NS-1084A，基于產品設計，該款溫度探針能夠滿足全世界范圍內在過熱和熱療領域活躍的科學家及研發者所需的可操作性和可靠性。具有溫度分辨率、探針尺寸小、重復性優異、易于插入、長期穩定等等優點。
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