靜電仿真
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Maxwell三維靜電場仿真-平板電容器電容計算【搞仿真的晴博】入門教程B501
電容計算是電子電氣相關工程師必備技能點，這個案例演示了一個最常見的平板電容器的電容計算流程。
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靜電仿真的實例教程
2015年10月21日，Troy（美國密歇根）–Altair今日宣布FieldscalePC已攜其電磁仿真軟件Charge加入Altair合作伙伴聯盟(APA)。該軟件專用于靜電仿真，也稱為電場仿真。
“能夠加入Altair合作伙伴聯盟，我們感到十分驕傲。”Fieldscale首席執行官YiorgosBontzios說道，“Fieldscale的下一代仿真軟件將助力工程師以更快速度設計出更為高效的產品，成為廣大結果導向型電氣硬件企業的必備工具。Altair將是這條發展路線上的強有力盟友，我們會幫助工程師實現本以為無法完成的仿真作業。”
工程師可借助Charge分析整個模型的電場情況，而無需進行不實際的簡化。這讓他們可以完成以前無法解決的仿真問題。Charge采用穩定可靠的邊界元法，能夠準確計算復雜結構中的電勢和場強分布。它將仿真過程細化為五個步驟并在一個簡單易用的環境中完成，從而提高生產力和效率。其并行算法可在數分鐘內完成以往需要進行一整夜計算的結果。
“我們熱烈歡迎Fieldscale攜Charge軟件加入APA。”Altair電磁解決方案副總裁UlrichJakobus博士說道，“該工具是一款精確高效、高度并行的求解器，適合用于靜電應用。它使Altair高頻電磁產品FEKO更加完備。”
在能源行業中，工程師可利用Charge設計包括電極、開關、軸襯和絕緣體在內的高壓設備。還可以利用該軟件測試電擊穿和火花放電，從而滿足安全標準，避免設備受損。此外，Charge能夠幫助工程師設計出更高效、更優質的避雷系統，保護建筑、飛機和風力渦輪機農場等。
欲了解有關Fieldscale和Charge的更多信息，請注冊參加將于2015年11月2日上午9點(EST)和下午1點(EST)舉行的產品推介研討會，或訪問Fieldscale的解決方案頁面。
展開 靜電除塵是氣體除塵方法的一種。含塵氣體經過高壓靜電場時被電分離，塵粒與負離子結合帶上負電后，趨向陽極表面放電而沉積。在冶金、化學等工業中用以凈化氣體或回收有用塵粒。利用靜電場使氣體電離從而使塵粒帶電吸附到電極上的收塵方法。在強電場中空氣分子被電離為正離子和電子，電子奔向正極過程中遇到塵粒，使塵粒帶負電吸附到正極被收集。
本案例基于COMSOL軟件仿真了靜電除塵的過程，模型如圖1所示，仿真結果如圖2所示。
圖1 幾何模型
速度場
電勢場
顆粒1除塵運動效果
顆粒2除塵運動效果
圖2 數值仿真結果
感興趣的朋友，歡迎交流
展開 電場的強度可能超過空氣、塑料或電介質的擊穿極限并導致靜電放電 (ESD)。放電造成的損害可能導致任務完全失敗。
ADEOS-II——一項耗資 5.67 億美元的任務——于 2003 年 10 月因太陽能電池陣列中的電弧危害而失敗。而這次失敗并非孤立事件。大約50%的空間環境航天器異常是由航天器充電效應引起的。1
圖 2：航天器充電中涉及的物理過程的概念圖。
NASA 和 ESA 制定了設計標準，以先發制人地緩解這些航天器充電問題。對于私營部門而言，滿足這些標準可能既昂貴又耗時。突破設計極限需要精確的充電仿真工具，例如 Ansys EMA3D Charge。
表面充電
圖 4：上圖是人類太空艙表面充電模擬的結果。在航天器周圍的 3D 時域中監測電場。下面是太陽光照對月球著陸器高分辨率網格的影響。
表面充電來自材料對外部輻射的反應，例如環境帶電粒子、光照明和摩擦起電。材料對充電效應的響應取決于材料的特性。產生的光電子、二次電子、背散射電子和質子誘導電子與電場相互作用形成等離子體鞘層。在某些航天器軌道環境中，等離子體的表面電勢可能超過 10 kV。通過求解電荷平衡，EMA3D Charge 提供了分析航天器表面電荷的方法。
在前往月球的途中，航天器將根據其轉移軌道遇到不同規模的表面充電效應。地球靜止軌道 (GEO)、低地球軌道 (LEO)、極地軌道、極光軌道和月球軌道都將具有設計規范標準中定義的不同等離子體環境。幾何形狀、陰影和材料特性，以及等離子體特性或摩擦起電振幅，都會對航天器表面積累的電荷產生影響。使用高保真網格，您不必從模型中遺漏重要細節。月球著陸器和人類太空艙的圓形窗口、傳感器、天線和推進器都可以足夠保真地嚙合，以精確隔離 ESD 關注的區域。
展開 所謂靜電紡絲，是在靜電場作用下，從極細（微米級）的毛細管噴出聚合物熔體（或溶液），生產出亞微米級聚合物纖維的一種加工工藝，是目前最常用的無紡布的生產方法。
在這個過程中，電荷從電極通過聚合物分子的極化以及電解質電離等方式進入流體，形成電流體。在外加電場作用下，流體將受到電場力、內部慣性力、粘性力，而且由于是相當小的直徑，所以表面張力也是不可忽視的力。通過分析這些力，我們會發現毛細管的管口處的帶電液滴在電場力作用下掙脫表面張力發生變形，隨著電場強度的增強，管口處的帶電液體將由半球形逐漸變為錐形，這就是題主關心的泰勒錐。顯然，整個研究對象就是一個復雜的多物理場過程，涉及電學、流體流動（包括多相流）等物理現象，對其進行仿真需要使用多物理場耦合建模。
本篇文檔基于COMSOL軟件模擬了靜電紡絲的過程。如有興趣的朋友，可聯系我，交流模型
展開 靜電霧化與靜電紡絲的最大區別在于二者采用的<a href="https://baike.baidu.com/item/%E5%B7%A5%E4%BD%9C%E4%BB%8B%E8%B4%A8" rel="noopener noreferrer" target="_blank">工作介質</a>不同，靜電霧化采用的是低<a href="https://baike.baidu.com/item/%E7%B2%98%E5%BA%A6" rel="noopener noreferrer" target="_blank">粘度</a>的<a href="https://baike.baidu.com/item/%E7%89%9B%E9%A1%BF%E6%B5%81%E4%BD%93" rel="noopener noreferrer" target="_blank">牛頓流體</a>，而靜電紡絲采用的是較高粘度的非牛頓流體。這樣，靜電霧化技術的研究也為靜電紡絲體系提供了一定的理論依據和基礎。對靜電紡絲過程的深入研究涉及到靜電學、電流體力學、<a href="https://baike.baidu.com/item/%E6%B5%81%E5%8F%98%E5%AD%A6" rel="noopener noreferrer" target="_blank">流變學</a>、空氣動力學等領域。20世紀30年代到80年代期間，靜電紡絲技術發展較為緩慢，科研人員大多集中在靜電紡絲裝置的研究上，發布了一系列的專利，但是尚未引起廣泛的關注。進入90年代，Reneker研究小組對靜電紡絲工藝和應用展開了深入和廣泛的研究。特別是近年來，隨著納米技術的發展，靜電紡絲技術獲得了快速發展，世界各國的科研界和工業界都對此技術表現出了極大的興趣。
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計算不同溫度下功率密度與外加電壓的函數關系
研究各種界面(前端、后端等)的能帶排列情況
優勢
仿真表面效應及應變影響
考慮溫度對OCV和光電流的影響
催化劑
功能
探究有/無電場條件下的活性位點本質及反應機理(過渡態、反應路徑、反應勢壘)
獲取吸附原子平衡分離距離和馬利肯電荷與外加電場的函數關系
優勢
仿真真正半無限系統的特性
仿真靜電場中的表面化學反應
議題6：持續突破：全維度的靜電仿真框架與創新實踐
講師簡介：
王翔 | Ansys高級應用工程師
畢業于電子科技大學，獲工學碩士學位，負責Ansys高頻產品線的電磁兼容方案開發、咨詢與技術支持工作，在手機終端、無線系統產品的EMC設計及仿真上具有豐富的經驗。
立即體驗：www.simapps.com/v/192339.html
08 斷路器合閘電阻靜電場仿真APP
電力系統中的投、切空載線路,會產生操作過電壓。為此,要在斷路器上裝設合閘電阻,釋放電網的能量,從而保護電網電氣設備。合閘電阻在主斷口（滅弧室）合閘前的幾個毫秒投入,在其合上若干毫秒后自動切除。
p>· 理解掌握ANSYS HFSS在屏蔽效應分析仿真中的基本設置和求解處理</p><p><br></p><p><strong>授課內容提綱</strong></p><p class="ql-align-justify">一、線纜電磁脈沖仿真</p><p class="ql-align-justify">1.1、案例介紹</p><p class="ql-align-justify">二、靜電釋放仿真
在太空中，沒有保護航天器免受輻射的大氣層。輻射產生的電荷無法消散，因為航天器沒有接地。因此，航天器設計必須適當地減輕航天器表面和內部組件的電荷積累和耗散。
圖 1：人類太空艙在地球靜止軌道 (GEO) 環境中的 EMA3D Charge 充電模擬
當電荷積累時，它會感應電場。電場的強度可能超過空氣、塑料或電介質的擊穿極限并導致靜電放電 (ESD)。放電造成的損害可能導致任務完全失敗。
本案例基于COMSOL軟件仿真了靜電除塵的過程，模型如圖1所示，仿真結果如圖2所示。
圖1 幾何模型
速度場
電勢場
顆粒1除塵運動效果
顆粒2除塵運動效果
圖2 數值仿真結果
感興趣的朋友，歡迎交流
所謂靜電紡絲，是在靜電場作用下，從極細（微米級）的毛細管噴出聚合物熔體（或溶液），生產出亞微米級聚合物纖維的一種加工工藝，是目前最常用的無紡布的生產方法。
在這個過程中，電荷從電極通過聚合物分子的極化以及電解質電離等方式進入流體，形成電流體。在外加電場作用下，流體將受到電場力、內部慣性力、粘性力，而且由于是相當小的直徑，所以表面張力也是不可忽視的力。通過分析這些力，我們會發現毛細管的管口處的帶電液滴在電場力作用下掙脫表面張力發生變形
使用的仿真工具
ANSYS Mechanical
ANSYS ACT
靜電-結構耦合仿真
靜電-結構耦合模擬對于表征微鏡的驅動和吸合（pull-in）性能至關重要。
使用的仿真工具
ANSYS Mechanical
ANSYS ACT
靜電-結構耦合仿真
靜電-結構耦合模擬對于表征微鏡的驅動和吸合（pull-in）性能至關重要。
從往期研究分析中得知：平板在靜電縫隙減小1/3時發生微鏡的吸合；對于扭轉致動而言：當邊緣處的微鏡縫隙減小約44％時發生吸合。
<p><br></p><p><strong>點擊鏈接</strong><a href="https://www.yqgqt.org.cn/z/551473" rel="noopener noreferrer" target="_blank"><strong>https://www.yqgqt.org.cn/z/551473</strong></a>查看我的主頁，有詳細介紹 </p><p>開放群：
