電磁場的案例
電磁場分析書籍推薦--《Ansoft 工程電磁場有限元分析》
本書通過簡明扼要的電磁場理論、工程相關(guān)電磁參數(shù)計(jì)算方法介紹及大量的實(shí)例，詳細(xì)講述了如何利用Maxwell有限元軟件求解電氣工程、電子工程領(lǐng)域中的電磁場分析問題。
本書適合包括電子工程和電氣工程等電磁場應(yīng)用領(lǐng)域的工程技術(shù)人員，大學(xué)物理學(xué)的授課教師及相關(guān)專業(yè)的本科生，電子工程和電氣工程專業(yè)的研究生與博士生閱讀參考。電磁應(yīng)用領(lǐng)域的工程技術(shù)人員，可利用功能強(qiáng)大、方便易用的電場、靜磁場、渦流場、瞬態(tài)場分析模塊，分析電機(jī)、傳感器、變壓器、永磁設(shè)備、激勵器等電磁裝置的靜態(tài)、穩(wěn)態(tài)、瞬態(tài)、正常工況和故障工況的特性。物理課教師和本科生，可結(jié)合電磁場理論的學(xué)習(xí)，利用Maxwell軟件提供的形象直觀的電力線分布或磁力線分布矢量圖與等位線云圖，加深對電磁場的理解。本書還可滿足電子工程、電氣工程專業(yè)的研究生與博士生從事畢業(yè)設(shè)計(jì)的需要。
Maxwell SV是Ansoft公司二維電磁場分析軟件Maxwell 2D中的最常用功能組合包，沒有節(jié)點(diǎn)和使用時間的限制，非常適合于二維電場、磁場的有限元分析。電氣工程師可以用該軟件來學(xué)習(xí)有關(guān)電磁部件基于電磁場的設(shè)計(jì)分析，包括電機(jī)、變壓器、電磁閥、激勵器等，下載網(wǎng)址為http://www.ansoft.com.cn/download.htm。
本書由中國科學(xué)院電工研究所的劉國強(qiáng)博士、趙凌志碩士和北京市科技情報(bào)所的蔣繼婭碩士共同執(zhí)筆編寫。
最后，對ANSOFT公司對本書的大力支持表示衷心的感謝！
由于時間倉促，書中難免存在錯誤和疏漏之處，懇請讀者批評指正。
展開 Comsol基于場路耦合的三相電力變壓器電磁場計(jì)算
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Comsol基于場路耦合的三相電力變壓器電磁場計(jì)算
關(guān)鍵詞：電力變壓器；電磁性能；場路耦合；有限元；數(shù)值計(jì)算
1. 基于有限元法三維場路耦合數(shù)學(xué)模型
1.1 基礎(chǔ)理論
電磁場理論的基礎(chǔ)是麥克斯韋方程組，它適用于所有宏觀電磁現(xiàn)象的描述，是工程電磁場問題的數(shù)學(xué)基礎(chǔ)。麥克斯韋方程組一共包含四個方程，如下方程所示，分別描述了安培定律、法拉第電磁感應(yīng)定律、高斯電通定律和高斯磁通定律。
上述方程表示為麥克斯韋方程組的積分形式，可將其寫成微分形式，如下方程所示，通過麥克斯韋方程組的微分形式便可以推導(dǎo)出有限元法處理電磁場問題的微分方程。
電磁場理論可以分為似穩(wěn)電磁場和高頻電磁場兩大類，在高頻電磁場中觀察點(diǎn)場強(qiáng)的變化要滯后于場源的變化；而似穩(wěn)電磁場的主要特征表現(xiàn)在場源隨著時間的變化很慢，從而使得相應(yīng)電磁波的波長遠(yuǎn)大于計(jì)算域的幾何尺寸，場點(diǎn)跟隨場源的變化速度便是兩類問題之間的主要區(qū)別。似穩(wěn)電磁場憑著其場點(diǎn)跟隨場源的變化規(guī)律，可用于研究頻率較低而且能夠滿足似穩(wěn)條件的電磁場問題。人們的生產(chǎn)生活所用電磁設(shè)備中的電磁場大多屬于似穩(wěn)態(tài)電磁場。在似穩(wěn)態(tài)電磁場中，麥克斯韋方程組中的位移電流密度項(xiàng)很小，與傳導(dǎo)電流密度相比可以對其進(jìn)行忽略。因此在對似穩(wěn)態(tài)電磁場問題進(jìn)行求解分析時，可以忽略電場隨時間變化所產(chǎn)生的磁場，只針對磁場隨時間變化產(chǎn)生的電場進(jìn)行分析，從而將電磁問題簡化。如果所要求解的似穩(wěn)電磁場中含有導(dǎo)電材料，則這樣的電磁場又稱為渦流場。在對渦流場的問題進(jìn)行求解時，往往不便于直接利用麥克斯韋方程進(jìn)行，因此為更好的求解渦流場問題，在計(jì)算時需要在麥克斯韋方程中引入不同的電磁位，將引入的磁位和電位作為未知函數(shù)，建立偏微分方程，并進(jìn)行后續(xù)求解。
展開 場 與 勢 ----電磁場
場的勢·狹義相對論· 四維張量
我開始冒出這個念頭是上課聽老師講到洛侖茲規(guī)范。為什么用這個規(guī)范書上并沒有講，而是粗略地給出了與相對論原理有關(guān)。到底是何關(guān)系呢？我們學(xué)了近一個學(xué)期的電磁場，其實(shí)大部分時間是在學(xué)習(xí)如何用現(xiàn)成簡單的模型去解釋計(jì)算電磁場，以及和電磁場有關(guān)的各種器件的性質(zhì)及運(yùn)用的計(jì)算，而對電磁場的本質(zhì)接觸的并不是很深。而我從中學(xué)開始就看過一些相對論的書，但是真正的理解卻談不上。所以我想去更深入地對其加以研究，以便對電磁場有一個更深的了解。下面就是這幾個星期以來我看書思考的一點(diǎn)點(diǎn)收獲。
洛侖茲條件：
在《電磁場與電磁波》的第八章天線中，為了求解激發(fā)的電磁波，需要解有源麥克斯韋方程：
求解的過程中要將E和H用位函數(shù)Φ和A替換：
得到兩個非齊次的亥姆霍茲方程：
當(dāng)邊界趨于無窮遠(yuǎn)時，這兩個方程的解即電磁場的位函數(shù)就是：
再通過位函數(shù)可以反求場量E和H。
而在用位函數(shù)進(jìn)行替代的時候，考慮到A只規(guī)定了旋度，所以可有無窮多個取值，我們用洛侖茲條件對其加以限制：
場
我們看到位函數(shù)的定義顯然是兩個散度旋度分別為零的兩個量，通過這兩個量可以完全地決定電磁場這個場的的狀態(tài)。場到底是一種什么東西呢？那就先從它開始吧。從中學(xué)開始接觸電磁場，書本上說場是一種特殊的物質(zhì)，物體可以通過它，不接觸就可以相互作用。場它看不見，摸不著，卻著實(shí)存在。結(jié)果我心中還是迷迷糊糊的，只是記住了書上說的那些概念和性質(zhì)，而場還依然神奇。
通過我們這個學(xué)期的學(xué)習(xí)，我們知道在一個區(qū)域里每點(diǎn)都存在一確定的物理量，我們就可以說在這個區(qū)域里存在有某場量構(gòu)成的場。這個場量可以是標(biāo)量也可以是矢量。
展開 電機(jī)電磁場CAE有限元分析探討
在電機(jī)工程中的應(yīng)用主要有以下幾個方面：
1、計(jì)算機(jī)輔助電機(jī)設(shè)計(jì)：這是利用計(jì)算機(jī)幫助人們設(shè)計(jì)出最佳的電機(jī)；
2、計(jì)算機(jī)輔助電機(jī)工程圖的繪制；
3、計(jì)算機(jī)輔助電機(jī)電磁場、溫度場和應(yīng)力場的計(jì)算。
過去，電機(jī)中場的求解只限于應(yīng)用解析法和圖解法。這些方法的應(yīng)用，一般限制在邊界條件簡單而媒質(zhì)為線性的場合。計(jì)算機(jī)和計(jì)算技術(shù)的發(fā)展為電機(jī)中復(fù)雜的場問題數(shù)值解提供了條件，從而可以將現(xiàn)代數(shù)值解中的差分法、有限元法和邊界元法等方法，在利用計(jì)算機(jī)技術(shù)的基礎(chǔ)上去求解電機(jī)中的各種線性和非線性的穩(wěn)定場或瞬變場的問題，并獲得較滿意的結(jié)果。
計(jì)算機(jī)具有大容量和可靠記憶能力、快速的數(shù)據(jù)處理能力和檢索能力，這些能力正好與人的特長互補(bǔ)；另一方面，人只要以程序化的方式賦予計(jì)算機(jī)一定的智能，計(jì)算機(jī)即可替代人的思維進(jìn)行邏輯判斷與推理，起著“專家”的作用；此外，計(jì)算機(jī)是可編程的，具有極大的柔性。因此，計(jì)算機(jī)是解決電機(jī)產(chǎn)品多品種、小批量生產(chǎn)柔性自動化的最佳途徑。
三、電機(jī)電磁場有限元分析
電機(jī)電磁場是工程領(lǐng)域中所遇電磁場的一種，電磁場問題的理論基礎(chǔ)是Maxwell方程組，各種電磁場問題均可等價于數(shù)學(xué)領(lǐng)域中偏微分方程的初、邊值問題。
電機(jī)電磁場所包含的類型很多，如按場源是否隨時間變化可分為穩(wěn)態(tài)場與時變場；按求解區(qū)域的媒介線性與否可分為線性、非線性問題；按電磁場位函數(shù)的維數(shù)可分為一維、二維、三維問題。
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電磁場仿真 | ChatGPT請回答，我想和你聊聊
其原因有以下幾點(diǎn)：
功能強(qiáng)大：HFSS支持多種電磁場仿真方法，如有限元法，有限差分法等，可以模擬各種復(fù)雜的電磁場環(huán)境。
精度高：HFSS仿真精度高，可以提供準(zhǔn)確的結(jié)果，幫助工程師進(jìn)行有效的設(shè)計(jì)決策。
易于使用：HFSS具有友好的圖形界面和易于使用的工具，使用戶能夠快速模擬和分析電磁場。
生態(tài)系統(tǒng)完善：HFSS與其他電磁場仿真軟件，如Icepak，以及CAD工具，如Pro/Engineer等的集成使得它在電磁場仿真領(lǐng)域的生態(tài)系統(tǒng)十分完善。
因此，HFSS被譽(yù)為電磁場仿真軟件的Golden，是行業(yè)內(nèi)的領(lǐng)先產(chǎn)品。
Ansys HFSS果然是業(yè)界老將，黃金標(biāo)準(zhǔn)名副其實(shí)。不過當(dāng)今的信號頻率越來越高，規(guī)模越來越大，HFSS是否會固步自封，躺在過去的榮耀上吃老本呢？我們來看看ChatGPT的見解~
3. HFSS目前有些什么特性，能提高高速仿真的速度和精度？
HFSS作為一款高級電磁場仿真軟件，具有以下特性，以提高高速仿真的速度和精度：
多物理場耦合：HFSS支持多物理場耦合，如電磁場、熱場、力學(xué)場等，以更好地模擬真實(shí)情況。
多尺度分析：HFSS支持多尺度分析，以適用于不同尺度的仿真，提高仿真精度。
多頻域分析：HFSS支持多頻域分析，以適用于不同頻率的仿真，提高仿真精度。
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其原因有以下幾點(diǎn)：
功能強(qiáng)大：HFSS支持多種電磁場仿真方法，如有限元法，有限差分法等，可以模擬各種復(fù)雜的電磁場環(huán)境。
精度高：HFSS仿真精度高，可以提供準(zhǔn)確的結(jié)果，幫助工程師進(jìn)行有效的設(shè)計(jì)決策。
易于使用：HFSS具有友好的圖形界面和易于使用的工具，使用戶能夠快速模擬和分析電磁場。
生態(tài)系統(tǒng)完善：HFSS與其他電磁場仿真軟件，如Icepak，以及CAD工具，如Pro/Engineer等的集成使得它在電磁場仿真領(lǐng)域的生態(tài)系統(tǒng)十分完善。
因此，HFSS被譽(yù)為電磁場仿真軟件的Golden，是行業(yè)內(nèi)的領(lǐng)先產(chǎn)品。
Ansys HFSS果然是業(yè)界老將，黃金標(biāo)準(zhǔn)名副其實(shí)。不過當(dāng)今的信號頻率越來越高，規(guī)模越來越大，HFSS是否會固步自封，躺在過去的榮耀上吃老本呢？我們來看看ChatGPT的見解~
3. HFSS目前有些什么特性，能提高高速仿真的速度和精度？
HFSS作為一款高級電磁場仿真軟件，具有以下特性，以提高高速仿真的速度和精度：
多物理場耦合：HFSS支持多物理場耦合，如電磁場、熱場、力學(xué)場等，以更好地模擬真實(shí)情況。
多尺度分析：HFSS支持多尺度分析，以適用于不同尺度的仿真，提高仿真精度。
多頻域分析：HFSS支持多頻域分析，以適用于不同頻率的仿真，提高仿真精度。
展開 《電氣工程電磁場數(shù)值分析》
【版次印次】 1 【ISBN書號】 7111172388
【開 本】 16開 【裝 幀】 平裝
【頁 數(shù)】 275
【內(nèi)容介紹】
本書總結(jié)了作者及其學(xué)術(shù)團(tuán)隊(duì)20余年對電氣工程電磁場數(shù)值分析的主要科學(xué)研究和研究生教學(xué)成果，內(nèi)容豐富，層次分明、系統(tǒng)性強(qiáng)。本書以數(shù)值分析方法中應(yīng)用最普通、最有效的有限元法為基礎(chǔ)，具體論述了二維電磁場、三維靜電場、三維靜磁場、永磁磁場、三維渦流場和溫度場的有限元分析，以及無單元法、磁場力、電磁機(jī)構(gòu)動態(tài)特性、電磁場逆問題的數(shù)值求解和全局優(yōu)化設(shè)計(jì)，展示了當(dāng)代國際電磁場計(jì)算領(lǐng)域中的熱點(diǎn)問題。書中還包括了較多的計(jì)算實(shí)例。
本書可作為電氣工程類專業(yè)博士生和碩士生的教材，也可作為相關(guān)專業(yè)本科學(xué)生和科技人員的參考用書。
【
作者簡介】
顏威利，1937年生于上海市，1958年畢業(yè)于浙江大學(xué)電機(jī)系?，F(xiàn)任河北工業(yè)大學(xué)教授、博士生導(dǎo)師、中國電工技術(shù)學(xué)會理論電工專委會主任委員，是國家級有突出貢獻(xiàn)的專家。長期致力于電磁場數(shù)值分析科研和教學(xué)工作，指導(dǎo)博士生25名，獲國家科技進(jìn)步獎1項(xiàng)、省部級科學(xué)技術(shù)突出貢獻(xiàn)獎和一、二等8項(xiàng)。曾任國際電磁場計(jì)算學(xué)會理事、國際電磁場問題與應(yīng)用會議ICEF’2000主席。
展開 《電磁場數(shù)值計(jì)算法與MATLAB實(shí)現(xiàn)》
【目錄】
第1章 緒論
1.1 電磁場理論產(chǎn)生的背景及其意義
1.2 電磁場問題計(jì)算方法的重要性
1.3 電磁場問題計(jì)算方法分類
1.3.1 解析法
1.3.2 數(shù)值法
1.4 電磁場問題數(shù)值計(jì)算的幾種重要方法
1.4.1 有限差分法
1.4.2 有限單元法
1.5 MATLAB在電磁場數(shù)值計(jì)算中的應(yīng)用
第2章 MATLAB簡介
2.1 MATLAB概述
2.1.1 MATLAB的特點(diǎn)
2.1.2 MATLAB操作界面
2.1.3 命令窗口的基本操作命令
2.2 數(shù)值計(jì)算基本方法
2.2.1 變量名、數(shù)據(jù)、算符與表達(dá)式
2.2.2 矩陣
2.2.3 符號變量和符號表達(dá)式
2.3 圖形處理的基本方法
2.3.1 二維圖形
2.3.2 三維圖形
2.4 M文件及程序設(shè)計(jì)
2.4.1 命令文件
2.4.2 函數(shù)文件
2.4.3 流程控制
2.4.4 差分、微分和梯度
2.4.5 積分
2.4.6 級數(shù)
2.5 偏微分方程的圖形用戶界面(GUI)
2.5.1 PDE Toolbox菜單
2.5.2 PDE工具欄
第3章 電磁場分布型問題的數(shù)值積分法
3.1 沿直線的積分問題
3.2 平面上的二重積分問題
3.3 沿空間曲線的積分問題
3.4 曲面上的二重積分問題
第4章 電磁場二維場域的有限差分法
4.1 差分運(yùn)算的基本概念
4.2 拉普拉斯方程的有限差分形式
4.3 二維場域的邊界條件
4.4 簡單迭代法
4.5 超松弛法
4.6 應(yīng)用舉例與計(jì)算程序
第5章 電磁場二維場域的有限單元法
5.1 電磁場微分方程的泛函變分原理
5.2 二維電磁場有限單元法的數(shù)學(xué)離散形式
5.3 應(yīng)用舉例與計(jì)算步驟
參考文獻(xiàn)
展開 ansys專題教程---電磁場
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ANSYS 電磁場培訓(xùn)手冊
１
ANSYS 電磁場培訓(xùn)手冊１
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【全美經(jīng)典】工程電磁場基礎(chǔ)
【全美經(jīng)典】工程電磁場基礎(chǔ)
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『分享』ansys電磁場培訓(xùn)（推薦）
包括電磁場各個部分，每講解完一部分都有實(shí)例鞏固，本人看完真的受益非淺，向大家強(qiáng)烈推薦。
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7/21 Ansys射頻芯片（RFIC）電磁場仿真技術(shù)介紹
射頻芯片（RFIC）因其工作頻率高、尺寸精細(xì)、結(jié)構(gòu)復(fù)雜等特點(diǎn)，對其進(jìn)行電磁場仿真和參數(shù)抽取長期以來都是芯片設(shè)計(jì)過程中的重要挑戰(zhàn)，射頻芯片設(shè)計(jì)師一直在追求能夠?qū)Υ笠?guī)模、高集成度的射頻芯片進(jìn)行更高效更精準(zhǔn)的電磁場仿真解決方案。Ansys最前沿的射頻芯片電磁場仿真技術(shù)可以使仿真無縫集成到芯片EDA設(shè)計(jì)流程中，綜合設(shè)計(jì)功能幫助設(shè)計(jì)師快速找到多種形式傳輸線、螺旋電感等無源結(jié)構(gòu)的最佳設(shè)計(jì)，其獨(dú)有的電磁場求解引擎可以針對芯片特有的3D結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)高達(dá)110GHz頻率的高效率高精度參數(shù)抽取，同時滿足最嚴(yán)苛的容量要求，從而幫助設(shè)計(jì)師在密集走線、電容器陣列和有源器件上對芯片整體的電磁場性能進(jìn)行仿真，設(shè)計(jì)師也可以選擇使用業(yè)界標(biāo)準(zhǔn)的3D電磁場求解引擎HFSS對芯片的關(guān)鍵部分進(jìn)行高精度仿真驗(yàn)證。而且Ansys具有強(qiáng)大的Post-LVS RLCK抽取功能，可提供前所未有的容量，使設(shè)計(jì)師分析極其復(fù)雜的版圖，輕松獲得大型數(shù)字總線和敏感RF走線之間的復(fù)雜電磁分布和耦合結(jié)果，在Sign-off階段準(zhǔn)確預(yù)測芯片內(nèi)潛在的電磁干擾情況。
會議大綱：
1. RFIC的完整的電磁場仿真重要性
2. Ansys完整電磁場仿真解決方案-HELIC
3. HELIC內(nèi)置四大平臺介紹與實(shí)例
4.
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(fā)環(huán)境
2.1 [執(zhí)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(wǎng)格生成器
2.6 參數(shù)列表器
2.7 后處理器
2.8 場計(jì)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(shè)計(jì)
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(biāo)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(dǎo)穩(wěn)恒電場分析
第8章 二維變交變電場分析
第9章 二維瞬態(tài)場分析
第10章 二維溫度場分析
第11章 二維參數(shù)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(tài)場分析
第16章 三維數(shù)數(shù)化電磁場分析
第17章 三維溫度場分析
第18章 三維應(yīng)力場分析
參考文獻(xiàn)
展開 電磁式電壓互感器的電磁場分析及優(yōu)化設(shè)計(jì)
摘要： 運(yùn)用有限元分析軟件ANsYs的電磁場分析功能對35 kV電磁式電壓互感器電磁場分布情況進(jìn)
行了分析和研究。根據(jù)有限元分析思想，建立了有限元分析模型，并對模型進(jìn)行了計(jì)算、比較和精確的分析，
通過分析所得的結(jié)果，應(yīng)用ANsYs有限元分析中的優(yōu)化設(shè)計(jì)技術(shù)，對電壓互感器的電磁機(jī)構(gòu)進(jìn)行了優(yōu)化，使
得互感器內(nèi)部磁場分布更合理，提高了產(chǎn)品的性能。
電磁式電壓互感器的電磁場分析及優(yōu)化設(shè)計(jì).pdf
