ansys計算電感
關注創建者：王靖雯 創建時間：2023-03-07
ansys計算電感的視頻教程
Maxwell中電磁分析如何計算電感
Maxwell中電磁分析如何計算電感 電感分析，通過Maxwell軟件可以得到線圈的電感 具體通過以下視頻可以獲取 關鍵詞： 電感， 渦流， 電磁場，線圈，頻率
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ANSYS FLUENT卡門渦街計算
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ansys計算電感的實例教程
我校在開展電磁場實驗過程中，均采用仿真實踐相結合的形式，例如在螺線管線圈磁場的測量實驗中，一方面借助毫特斯拉計和磁感應法對螺線管 線圈軸線上的磁場進行測量，另一方面借助ANSYS Maxwell軟件對空心和鐵芯螺線管線圈進行仿真建模，與實測結果進行對比，查看線圈周圍的磁場分布 情況。通過軟件展示的場圖，可使學生更清晰、直觀地觀察磁場的分布情況。
本文將以平面螺旋型線圈為研究對象，詳細介紹如何在ANSYS Maxwell軟件中建立不含隔磁片和含隔磁片的平面螺旋型線圈的2D和3D模型，提取線圈的電感值，為仿真建模提供指導。在此基礎上，可引導學生進行開放式實驗，研究平面螺旋線圈的匝數對無線電能傳輸效率的影響。
一、平面螺旋型線圈電感值計算
電感是無線充電系統中的重要組成部件。線圈的形狀、尺寸、匝數等均會對無線充電系統的效率產生影響。已有很多文獻對單匝線圈的電感和互感進 行了研究，但其計算公式均為積分公式，給實際應用帶來不便。在實際應用中，常采用經驗公式。
式(1)中，c為圓心到導體中心的距離，N為線圈 匝數，w為導體寬度，注意式中的尺寸單位均采用英寸，1英寸=25.4mm，電感值單位為uH。
圖1為小功率無線充電系統中平面螺旋型線圈實物圖，圖1(a)和(b)分別為不含隔磁片和含隔磁片的線圈，線圈的參數為內徑20mm，外徑43mm，匝數為10，每匝導線的直徑為1mm；隔磁片的直徑50mm，厚度1mm。采用式(1)計算，圖1(a)中不含隔磁片的平面螺旋型線圈的電感值為3.876uH。圖1(b)含有隔磁片的線圈電感值無法通過公式計算得到，需要借助ANSYS Maxwell仿真軟件進行輔助分析。
展開 為了求解由非磁性材料組成的電氣系統的穩態與頻域電感矩陣和交流電阻，COMSOL Multiphysics? 軟件 6.0 版本對 AC/DC 模塊的磁場，僅電流接口的功能進行了擴展。這對于分析印刷電路板和電源總線系統非常有用，因為可以計算總電感和部分電感。然而，我們需要理解部分電感的概念才能正確解釋和使用這個功能。接下來，讓我們來了解更多詳細內容！
定義和計算總電感和部分電感
為了理解總電感和部分電感，我們假設一個正方形線圈模型，如下圖所示。當電流沿著這個閉合回路流動時，周圍空間會產生磁場。我們可以通過求解總電感 和流過線圈的電流 I，由公式 定義和計算總電感 （通常簡稱為“電感”）。這個直徑 1mm 電線的方形環路，邊長為 2cm，總電感為 50.6nH。
位于球形自由空間域內的通過無限元域 截斷的正方形空芯線圈，可以由理論公式計算出總電感。
該模型使用了由 無限元域 截斷的球形域，整體建模方法與 COMSOL 案例庫中的亥姆霍茲線圈案例非常相似，其中同時使用了 磁場，僅電流 接口和磁場 接口進行計算，并證明了這些公式給出的結果相同。
盡管 磁場、僅電流 和 磁場 接口都可以使用，但這兩個公式之間存在許多差異。現在，我們只關注使用 注磁場，僅電流接口需要滿足的三個要求：
不存在導磁材料，例如電感器磁芯。
所有導體采用實體建模。
不僅可以計算總電感，還可以計算部分電感。
很顯然，本示例中的圓線環形線圈模型滿足前兩個要求，因此我們現在只需要關注第三點：部分電感的計算。
雖然總電感的概念需要一個完整的電流環路才能定義，但部分電感的思想是將整個環路細分為多個部分，每個部分都貢獻了各自部分的自感和互感。這些貢獻疊加后產生整個環路的總電感。
展開 功率電感器是許多低頻功率應用的核心部分，例如，它們用于開關電源和 DC-DC 轉換
器。電感器與特定頻率下工作的大功率半導體開關結合使用，可提高或降低輸出電壓。
相對較低的電壓和較高的功耗對電源的設計提出了很高的要求，尤其是對電感器的要
求很高，設計電感器時必須考慮開關頻率、額定電流和高溫環境。
功率電感器通常有一個磁芯來增加它的電感值，從而在保持小尺寸的同時降低了對高
頻的要求，磁芯還減少了對其他設備的電磁干擾。只有粗略的解析公式或經驗公式可
用于計算阻抗，因此設計階段需要借助計算機仿真或測量。
展開 (a) 主視圖
(b) 側視圖
圖1.1 三維集成電感截面圖和俯視圖
基于 TSV 的三維集成電感的電感值和性能由工藝參數和設計參數決定，工藝參數取決于采用的工藝制程，包括 TSV 的尺寸參數和 RDL 金屬的尺寸參數。在設計三維集成電感時，可以通過調整設計參數來得到特定電感值和特定面積的電感，設計參數包括電感匝數、TSV 排列的距離等。三維集成電感中的 TSV 呈矩陣形式分布，所有參數都在圖1.1中進行了標注。如下表1介紹了三維集成電感的工藝參數與設計參數及其取值大小。
2、三維集成電感等效電路模型
圖2.1 等效電路模型
如圖2.1所示的是電感的單π型等效電路，其中 Cline 為電感金屬線之間的寄生電容，R0 和 L0 分別為金屬線的寄生電阻和寄生電感，Cox為氧化層電容，Rsub 和 Csub 指襯底的寄生電阻和寄生電容。
3、基于HFSS仿真建模及結果
圖3.1 HFSS仿真模型
基于ANSYS HFSS設計仿真模型如圖3.1所示，介質為玻璃，分別對三維集成電感的電感值、品質因數、電容值以及電阻值進行仿真計算。其中電感計算公式為；Q因子計算公式為；電容計算公式為；電阻計算公式為。
圖3.2 電感值vs頻率
圖3.3 Q因子vs頻率
圖3.4 電容VS頻率
圖3.5 電阻VS頻率
仿真結果如圖3.2-圖3.5所示?？梢?，在頻率較低時，電感值穩定在直流電感值 1.4nH 附近，而在自諧振頻率點（37.18GHz，電感值為0 的頻率點）附近電感值迅速增大，這是三維電感發生諧振的緣故。當頻率大于自諧振頻率時，電感值為負，此時三維集成電感不再表現出感性。品質因數隨著頻率的增大先增大后減小，品質因數峰值為 35.9，所處頻率點為 15GHz，當超過自諧振頻率時，品質因數也變為負。
展開 培訓內容：
第一天
★ ANSYS仿真產品體系及技術發展趨勢
★ ANSYS電磁產品Maxwell 3D應用與簡介
★ 案例：繞線電感仿真案例+demo
★ 案例：LTCC電感仿真演示和練習
★ 高頻變壓器電磁仿真方案介紹
★ 案例：高頻變壓器電磁仿真demo
第二天
★ Maxwell高頻變壓器專用ETK工具介紹
★ Maxwell高頻變壓器專用ETK工具使用練習（含PExprt介紹和練習）
★ PCB板繞組變壓器案例介紹和demo練習
★ ANSYS解決無線充電線圈方案介紹
★ 無線充電線圈仿真電感、耦合系數等demo
★ 答疑
培訓講師： ANSYS認證工程師
收費標準： ￥4000/人，包括培訓費、資料費、書籍費、證書費和上機費（學員食宿自理）
電腦：學員自帶筆記本為主，ANSYS公司提供12臺電腦
上課時間：2016年6月15日-16日（上午9點-12點，下午1點30-5點）
上課地點：ANSYS原廠深圳分公司：深圳市福田區金田路4028號榮超經貿中心1009
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這篇文章介紹了OpticStudio如何計算材料在任意輸入波長、環境溫度和壓強下的折射率。
介紹
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問題：
在FKM關于結構疲勞評估計算方法中指出：零部件特征尺寸，影響疲勞結果評估。原因是材料的應力壽命曲線是由標準試樣進行試驗測試獲得的。當零部件的特征尺寸與測試樣件不一致時，需要考慮零部件的特征尺寸這一因素。（一般而言，當零部件的尺寸大于材料標準測試樣件時，零部件的表面或內部缺陷發生的概率會增加
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概述
這篇文章介紹了什么是光瞳偏移 (Pupil Shift) 以及“自動計算光瞳偏移 (Automatic Calculation of Pupil Shifts)”功能是如何進行計算的。
什么是光瞳偏移
光線瞄準算法是一個非常強大的功能，它可以在系統存在較大光瞳像差或光瞳存在傾斜/偏心時正確的瞄準光線以確定光瞳位置。但是該算法需要首先找到一條到達光瞳表面的光線
我們經常聽到用戶抱怨新硬件的性能和吞吐量達不到預期。對于習慣了高級軟件需求的工程師來說，這或許并不令人意外。畢竟，為仿真應用選購合適的硬件與為電子郵件或客戶關系管理 (CRM) 應用選購臺式電腦截然不同。您必須根據仿真需求來匹配處理器、內存、存儲和網絡。
Ansys 工作負載對內存帶寬和計算能力都有很高的要求，而這些要求會因多種因素而異，包括數據集的大小和所使用的求解器。多年來，我們與高性能計算
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凌炫XE5039/XE5049這是一款性能極其強大、定位專業高端的塔式工作站/服務器。其核心優勢在于采用了AMD頂級的EPYC 9004系列處理器，擁有海量的核心和內存通道，專為重度計算任務設計，非常符合其宣傳的仿真計算、有限元分析、CFD等應用場景。
配置一
1. 型號： 凌炫XE5039(24384-CAA4)
2. 處理器： 1顆EPYC 4th處理器9654 96核心
本文原刊登于Ansys.com：《Race to Faster Fluent Results with Ansys Gateway Powered by AWS》
作者：Thomas Lejeune | Ansys產品營銷高級經理
編輯整理：郭曉東 | Ansys主任應用工程師
Ansys Fluent用戶需要出色的計算速度和功能來求解大規模的問題，而他們現在可以利用專用的云平臺
簡介
Zemax OpticStudio在公差分析方面有完整的功能，過程也有清楚的數學說明，但與公差分析的目標相比 (最終要知道良率或敏感度)，其執行過程卻有龐大的細節。
這篇文章將整理幾個常用的確認細節的方法，不同的情境有不同的方法，共有以下主題：
當我們說 “計算標準標準” 時，Zemax OpticStudio做了什么
簡介標準標準種類
說明衍射MTF平均/子午
本文使用ANSYS Workbench對固定機翼進行疲勞計算，不涉及ACP鋪層，ACP鋪層后無法進行疲勞計算。需要機翼ACP鋪層強度校核對應模型文件和視頻，請選擇其他對應的付費文檔或者聯系作者獲得。
疲勞設置曲線
壽命圖及損傷圖，后文及視頻中具有詳細解釋，該處僅為結果展示。
進行疲勞分析
問題：
VDI2230關于螺栓的計算中對于螺栓載荷的提取沒有過多的涉及，本文針對偏心載荷的提取問題進行簡單說明。
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對于實際螺栓連接問題，幾何結構和載荷狀態復雜多變，使用經驗公式估計并不理想。本文介紹使用有限元仿真的方法確定載荷偏心距離。
示例：
以VDI2230
