ansys邊界條件類型的案例
ANSYS Maxwell中邊界條件的應用
1 前言
Maxwell中有很多種邊界條件，分別適用于不同場合，那么在做電磁仿真時該如何精確有效的使用每種邊界條件呢？
圖1 邊界條件
2 Default Boundary Conditions(Natural and Neumann)
2.1 邊界條件解釋
默認邊界條件，即不添加邊界條件設置時，軟件默認使用的邊界特性，根據邊界位置不同，分為Natural和Neumann兩種。
Natural邊界條件——磁場連續的穿過邊界，實體與實體的交接面即為Natural邊界條件。
Neumann邊界條件——磁場正切于該邊界，磁力線不能穿越該邊界，Maxwell 3D中不定義邊界條件時，Region邊界上即為Neumann邊界條件。
2.2 案例驗證
在Maxwell3D靜磁場中創建一個長條形永磁體，材料設置為“SmCo8”，為了體現邊界條件對磁場的影響，創建一個較小的Region，將“Percentage Offset”設置為每個方向均為50%，如圖2所示。
本案例查看永磁體周圍靜磁場的分布，設置一個足夠收斂的“Setup”，并求解。3D中無法查看Flux_Line，但可以查看B_Vector以判斷磁場走向，圖3和圖4為XY平面的磁密矢量圖。
圖2 模型及Region設置
圖3 Maxwell 3DNeumann邊界條件磁場走向俯視圖
圖4 Maxwell 3D Neumann邊界條件磁場走向等軸測視圖
2.3 應用說明
Natural邊界條件普遍存在于Maxwell的各種求解器中。
展開 ANSYS Fluent 邊界條件（二）之outflow自由出口
ANSYS Fluent 邊界條件outflow自由出口的介紹及使用。
一、outflow簡介
當出口壓力與速度均未知時，可以使用Outflow邊界條件。該邊界通常無需定義任何物理參數，Fluent利用計算域內部信息通過數值外插獲取該邊界上的物理量分布。
Fluent將outflow邊界視作充分發展邊界，假設該邊界上的流動滿足充分發展流動假設。充分發展的流動是流動速度分布(和/或其他性質的分布，如溫度)在流動方向上不變的流動。需要注意的是，在Outflow邊界上只有法向方向的擴散通量為零，切向方向依然可以存在梯度。
二、使用限制
入口為壓力入口時，不可以使用outflow，此時應該使用壓力出口；
outflow邊界不能用于可壓縮流動，不可壓縮流動最好用壓力出口；
在不可壓縮的情況下，歐拉模型或混合多相模型可以使用outflow邊界。但如果出口可能產生回流，或流場在出口位置非充分發展時，通常使用壓力出口邊界。
三、使用說明
在完全展開的流中，流出邊界條件是遵循的，其中出口方向上所有流動變量的擴散通量為零。但是，也可以在流動尚未完全展開的物理邊界處定義流出邊界，如果出口處的零擴散通量假設預計會對流動解決方案產生很小的影響，則可以放心使用。
位置A作為Outflow邊界通常會計算不收斂，計算結果通常是無效的。因為該位置存在嚴重的流動回流，通過該邊界的質量流量是不確定的。此時應當使用壓力出口邊界；
位置B位于后向臺階再循環再附點附近。在該位置使用Outflow邊界是不合適的。該位置垂直于出口平面的梯度很大，可以預料到該邊界對上游流場影響較大，因此在該位置選擇Outflow邊界是不合適的；
位置C所示的出口邊界位于流動充分發展的區域。
展開 ANSYS Workbench利用節點施加邊界條件
4）邊界條件設置完成后，進行求解，得到位移、應力等結果。
5）為了對比，我們復制出相同的一個靜力分析，將約束和載荷改為直接施加到幾何上，進行求解，得到位移、應力等結果，結果數值與上面基本相同。
3
結論
通過對比發現，不管是加在幾何還是加在節點上，兩種情況下計算結果基本一致。其實在ANSYS程序計算時，所有加在幾何上的邊界條件，都會被程序轉化為節點或單元上，然后再進行有限元方程的求解。所以，加在幾何上與加在節點上，產生的效果完全一樣，其最后的結果也相同。在遇到一些無法直接加在幾何上的邊界條件時，我們可以使用上述方法，選擇適當的節點區域進行節點邊界條件的施加。
來源： ANSYS學習與應用
展開 仿真技巧 | Ansys HFSS 3D Layout中設置邊界條件的方法
1、空氣盒子與輻射邊界
1) 不同于HFSS，在HFSS 3D Layout中，空氣盒子及其上的輻射邊界是默認存在的，不用專門添加。默認情況下不顯示空氣盒子，用戶可點擊菜單欄設置。Layout-Draw HFSS Air Box，如下：
2) 如果需要修改空氣盒子設置，點擊菜單欄HFSS 3D Layout--HFSS Extents…，彈出Set HFSS Model Extent界面。
? Open Region：是否在空氣盒子表面使用輻射邊界或者PML邊界。勾選之后可選擇Radiation或PML邊界。需要注意的是，PML邊界只適用于長方體，選擇PML邊界時，不要勾選Truncate model at ground Layers，且Horizontal Padding的值必須大于0。
? Extents：下方的各項設置決定空氣盒子的類型和填充。
? Type：空氣盒子的形狀，Bounding Box表示長方體，Conformal表示與PCB形狀一致。
? Dielectric下的Horizontal：表示PCB上的介質層向外的擴展因子。無單位時，表示按比例擴展，比例基準區X，Y中的較大值。有單位時，表示擴展的絕對長度。
? Airbox下的Horizontal：控制空氣盒子表面在X，Y方向離PCB有多遠。擴展原則同上。
? Vertical Positive和Negative：分別控制空氣盒子的上下表面里PCB有多遠。Sync被選中時，Negative將與Positive保持一致。
展開 
ANSYS知識庫 | Maxwell相關：如何定義阻抗邊界條件?（二）
來源于：ANSYS官網
ANSYS知識庫 | Maxwell相關：如何定義阻抗邊界條件?（一）
解決辦法：以爪極電機為例
★ 第一步：正常計算正常施加主邊界條件
正常施加主邊界條件
★ 第二步：施加從邊界條件，方向與主邊界條件相反，奇對稱：
從邊界條件
從邊界條件定義
★ 第三步：修改計算周期數
★ 效果，計算結果一致，但耗時大大減少。
來源于：ANSYS官網
ANSYS知識庫 | Maxwell相關：如何定義阻抗邊界條件?（一）
解決辦法：以爪極電機為例
★ 第一步：正常計算正常施加主邊界條件
正常施加主邊界條件
★ 第二步：施加從邊界條件，方向與主邊界條件相反，奇對稱：
從邊界條件
從邊界條件定義
★ 第三步：修改計算周期數
★ 效果，計算結果一致，但耗時大大減少。
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