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《Ansoft工程电磁场有限元分析》是2005年电子工业出版社出版的图书,作者是刘国强赵凌志蒋继娅。
第1章 电磁场有限元分析简介
1.1 电磁场基本理论
1.1.1 麦克斯韦方程组
1.1.2 麦克斯韦方程组各方程之间的关系
1.1.3 本构关系
1.1.4 阶电磁场微分方程
1.1.5 电磁场求解的边界条件
1.2 电磁场求解的有限元方法
1.2.1 一维有限元法
1.2.2 电磁场解后处理
1.3 ansoft电磁场分析软件简介
1.3.1 maxwell 3d/2d电磁场求解器分类
1.3.2 电磁分析软件应用领域
第2章 maxwell 2d开发环境
2.1 [执行命令]对话框
2.2 几何建模器
2.2.1 [2d建模器的主框架]对话框
2.2.2 菜单栏
2.2.3 工具栏
2.3 边界条件管理器
.2.3.1 菜单栏
2.3.2 工具栏
2.4 材料管理器
2.4.1 材料库
2.5 网格生成器
2.5.1 菜单栏
2.5.2 工具栏
2.6 参数列表器
2.7 后处理器
2.7.1 后处理命令
2.7.2 菜单
2.8 场计算器
2.8.1 界面描述
2.8.2 例[2.1]输出场计算结果到均匀网格
第3章 二维静磁场分析
3.1 二维静磁分析理论
3.1.1 磁矢势方程的导出
3.1.2 磁链和电流
3.1.3 静磁力和力矩的计算
3.2 二维静磁分析中源的处理
3.3 二维静磁分析中的边界条件
3.3.1 默认边界条件
3.3.2 狄里克莱边界(value boundary)
3.3.3 气球边界
3.3.4 对称边界
3.3.5 匹配边界
3.4 [例3.1]螺线管电磁阀静磁场分析
3.4.1 生成项目
3.4.2 生成螺线管模型
3.4.3 指定材料属性
3.4.4 建立边界条件和激励源
3.4.5 设定求解参数
3.4.6 设定求解选项
3.4.7 求解分析
3.4.8 磁场力与磁通密度分析
3.5 [例3.2]电磁体设计
3.5.1 问题的提出
3.5.2 解析解描述
3.5.3 maxwell 2d静磁求解器计算
第4章 二维涡流场分析
4.1 二维涡流分析理论(a-φ法)
4.1.1 a-φ方程组的导出
4.1.2 涡流与趋肤深度
4.1.3 阻抗矩阵
4.1.4 电磁力
4.1.5 电磁转矩
4.1.6 电流
4.2 二维非线性涡流场理论
4.2.1 正弦b
4.2.2 正弦
4.2.3 磁导率
4.3 二维涡流分析中源的处理
4.3.1 主动导体
4.3.2 被动导体
4.3.3 指定单相或多相系统的相位
4.4 二维涡流分析中的阻抗边界条件
4.5 [例4.1]母线阻抗涡流分析
4.5.1 生成几何模型
4.5.2 设定模型
4.5.3 设定执行参数
4.5.4 设定求解选项
4.5.5 阻抗分析
4.6 [例4.2]同轴线电感分析
4.6.1 生成几何模型
4.6.2 设定模型
4.6.3 设定执行参数
4.6.4 设定求解选项
4.6.5 计算电感
第5章 二维轴向磁场涡流分析
5.1 二维轴向磁场涡流分析理论
5.1.1 轴向磁场涡流方程
5.1.2 电流密度和电场强度的计算
5.2 二维轴向磁场涡流分析源的处理
5.3 [例5.1]叠片钢涡流损耗分析
5.3.1 仿真分析
5.3.2 数值计算结果
第6章 二维静电场分析
6.1 二维静电分析理论(标势法)
6.1.1 静电场求解方程的导出
6.1.2 电容
6.1.3 电场力和转矩的计算
6.2 二维静电分析中的边界条件
6.2.1 默认边界条件
6.2.2 狄里克莱边界
6.2.3 气球边界
6.2.4 对称边界
6.3 二维静电分析中源的加载
6.3.1 实体电压源
6.3.2 边缘电压源
6.3.3 实体电荷源
6.3.4 电荷片
6.4 [例6.1]微波集成电路中的微带线分析
6.4.1 生成几何模型
6.4.2 设定模型
6.4.3 设定执行参数
6.4.4 设定求解选项
6.4.5 电容与电场强度的分析
第7章 二维直流传导稳恒电场分析
7.1 二维稳恒电场理论
7.1.1 求解方程
7.1.2 电导矩阵
7.1.3 恒定电流
7.2 二维稳恒电场分析中的边界条件
7.2.1 默认边界条件
7.2.2 狄里克莱(value boundary)边界
7.2.3 气球边界
7.2.4 对称边界
7.2.5 电阻边界
7.2.6 匹配边界
7.3 二维稳恒电场分析中源的处理
7.4 [例7.1]同轴线漏电导分析
7.4.1 指定边界条件和源
7.4.2 电容与电场强度的分析
第8章 二维交变电场分析
8.1 二维交变电场分析理论
8.2 二维交变电场分析中的边界条件与源的处理
8.3 [例8.1]同轴线特性阻抗分析
第9章 二维瞬态场分析
9.1 二维瞬态分析理论
9.1.1 时变磁场方程组
9.1.2 铰链导体(stranded conductor)
9.1.3 实体导体(solid conductor)
9.1.4 带有电流源的实体导体
9.1.5 带有电压源的实体导体
9.1.6 平移运动
9.1.7 转动
9.1.8 相量图
9.1.9 实部和虚部
9.2 二维瞬态分析中源的处理
9.2.1 实体电流(solid current)
9.2.2 实体电压(solid voltage)
9.2.3 表面电流(current sheet)
9.2.4 外部连接(external connection)
9.2.5 schematic capture and diodes
9.3 二维瞬态分析中的边界条件
9.4 [例9.1]电磁激励器瞬态分析实例
9.4.1 生成几何模型
9.4.2 指定材料属性
9.4.3 指定边界条件和源
9.4.4 定义求解选项
9.4.5 生成解
第10章 二维温度场分析
10.1 二维热分析理论基础
10.2 二维温度场边界条件
10.2.1 强加温度(enforce temperature)
10.2.2 表面热流密度(surface heat flux)
10.2.3 热对流(convection)
10.2.4 辐射(radiation)
10.3 [例10.1]带有集中热源绝缘棒的温度场分析
10.3.1 问题分析与解析解
10.3.2 maxwell 2d温度场仿真分析
10.4 [例10.2]导电棒的温度场分析
10.4.1 问题描述与解析解
10.4.2 maxwell 2d温度场仿真分析
10.5 [例10.3]方形截面导体温度场计算检验
10.5.1 建立maxwell 2d工程项目
10.5.2 创建2d模型
10.5.3 设定材料属性
10.5.4 设定边界条件和激励源
10.5.5 求解
10.5.6 分析求解结果及检查能量守恒
10.6 [例10.4]单一导体温度场分析
10.6.1 建立maxwell 2d 程项目
10.6.2 创建2d模型
10.6.3 设定材料属性
10.6.4 设定热边界条件和激励源
10.6.5 求解
10.6.6 结果分析
10.7 [例10.5]线圈温度场分析
10.7.1 问题分析
10.7.2 maxwell 2d仿真过程
第11章 二维参数化电磁场分析
11.1 [例11.1]螺线管电磁阀的参数化求解
11.1.1 施加几何约束
11.1.2 建立模型
11.1.3 磁场力与线圈电感数值结果
11.1.4 磁场力、电感随位置变化的函数图
11.1.5 磁场力、电感随电流变化的函数图
11.2 [例11.2]冶金选矿领域磁选机的设计
11.2.1 比磁力的计算
11.2.2 求解步骤
11.2.3 磁场强度分布和磁选力的计算
第12章 三维静电场分析
12.1 生成几何模型
12.2 指定材料属性
12.3 指定边界条件和源
12.4 设定求解选项
12.5 数值计算分析
第13章 三维静磁场分析
13.1 三维静磁场分析理论
13.1.1 传导电流求解
13.1.2 静磁场求解
13.1.3 电感理论与计算
13.1.4 磁场储能与伴随储能
13.1.5 洛仑兹力
13.1.6 洛仑兹力距
13.1.7 虚位移法计算磁场力
13.1.8 虚位移法计算磁场转矩
13.2 三维静磁分析中源的处理
13.2.1 电压
13.2.2 电压降
13.2.3 电流源
13.2.4 电流密度源
13.2.5 电流密度端口(current density terminals)
13.3 三维静磁分析中的边界条件
13.3.1 默认边界条件
13.3.2 h磁场边界
13.3.3 对称边界
13.3.4 匹配边界
13.3.5 绝缘边界
13.4 [例13.1]静磁力分析
13.4.1 生成几何模型
13.4.2 指定材料属性
13.4.3 指定边界条件和源
13.4.4 设定执行参数
13.4.5 指定求解规范
13.4.6 磁场力与磁通密度的分析
第14章 三维涡流场分析
14.1 三维涡流场理论
14.1.1 直接方法和磁标势方法的导出
14.1.2 常用电磁参数公式
14.2 三维涡流分析中源的处理
14.2.1 电流源
14.2.2 电流密度源
14.2.3 电流密度端口(current density terminals)
14.3 三维涡流分析中的辐射边界条件
14.4 [例14.1]正弦涡流分析(team workshop7)
14.4.1 生成几何模型
14.4.2 设定模型
14.4.3 计算数据与测量数据对比
14.4.4 表面电流分布和磁通密度分布
14.5 [例14.2]训练后处理器的应用实例
14.5.1 仿真分析
14.5.2 后处理
14.6 [例14.3]母线阻抗分析
14.6.1 生成几何模型
14.6.2 设定模型
14.6.3 设定执行参数
14.6.4 指定求解规范
14.6.5 细化网格
14.6.6 阻抗分析
第15章 三维瞬态场分析
15.1 maxwell vl0.0 &ephysicstm
15.2 [例15.1]爪极电机瞬态场分析
15.2.1 生成几何模型
15.2.2 指定材料属性
15.2.3 指定边界条件和源
15.2.4 定义求解参数
15.2.5 定义求解选项
15.2.6 结果后处理
第16章 三维参数化电磁场分析
16.1 宏(3d macros)
16.1.1 类型
16.1.2 主要功能
16.1.3 命令提示窗口
16.1.4 建模器宏
16.1.5 后处理器宏
16.1.6 全局宏
16.2 [例16.1]有隙感应器的参数化分析
16.2.1 生成几何模型
16.2.2 指定材料属性
16.2.3 指定边界条件和源
16.2.4 设定计算参数
16.2.5 设定求解选项
16.2.6 设定参数化变量
16.2.7 进行参数化求解
16.2.8 后处理
第17章 三维温度场分析
17.1 三维温度场理论基础
17.1.1 稳态温度场理论
17.1.2 瞬态温度场理论
17.1.3 边界条件
17.2 [例17.1]母线瞬态温度场分析
17.2.1 生成几何模型
17.2.2 指定材料属性
17.2.3 指定边界条件和源
17.2.4 设定求解参数
17.2.5 定义稳态温度场求解选项
17.2.6 定义瞬态温度场求解选项
17.2.7 求解
17.2.8 结果后处理
第18章 三维应力场分析
18.1 三维应力场理论基础
18.1.1 3d静态应力求解器
18.1.2 位移法
18.1.3 体积载荷和表面引力
18.1.4 热应力
18.1.5 位移约束
18.1.6 应变能
18.1.7 主应力
18.1.8 yon mises等价应力
18.1.9 执行参数
18.2 [例18.1]通用电机应力场分析
18.2.1 生成几何模型
18.2.2 指定材料属性
18.2.3 指定边界条件和源
18.2.4 设定求解参数
18.2.5 定义求解选项
18.2.6 求解
18.2.7 结果后处理
参考文献
本书共分为18章,主要介绍了ansoft公司的maxwell 2d与3d电磁场计算软件集成环境及其操作与使用方法。书中列举了大量的工程应用实例,深入浅出地讲述了如何应用maxwell软件进行仿真设计。
体对来自导线、电缆、元部件、电路或系统等外部的干扰电磁波和内部电磁波均起着吸收能量(涡流损耗)、反射能量(电磁波在体上的界面反射)和抵消能量(电磁感应在层上产生反向电磁场,可抵消部分干扰电磁波)的作用...
它们拥有丰富完善的单元库、 材料模型库和求解器,并且具有相对独立的前、后处理模块,可以独立完成多学科、多领域的工程分析问题。其缺点是前处理模块中的几何建模功能不强,无法完成复杂模型的建模,因此降低了结...
有限元分析是用较简单的问题代替复杂问题后再求解。它将求解域看成是由许多称为有限元的小的互连子域组成,对每一单元假定一个合适的(较简单的)近似解,然后推导求解这个域总的满足条件(如结构的平衡条件),从而...
三相开关磁阻电动机电磁场有限元分析
基于有限元分析软件ANSYS,对三相(6/4)开关磁阻电动机的二维电磁场进行了系统的分析,计算出电机在不同转子位置角和电流下的磁场分布、磁能和静特性,为开关磁阻电动机的设计、建立非线性模型以及控制策略的研究提供了可靠依据。
四极四相开关磁阻电机电磁场的有限元分析
四极四相开关磁阻电机电磁场的有限元分析
第1章Ansoft Maxwell 13概述11Ansoft Maxwell电磁场分析软件简介
111Ansoft Maxwell 2D电磁分析模块
112Ansoft Maxwell 3D电磁分析模块
12Ansoft Maxwell 13软件快速入门
121Maxwell 2D的界面环境
122Maxwell 2D的模型绘制
123Maxwell 2D的材料管理
124Maxwell 2D的边界条件和激励源
125Maxwell 2D的网格剖分和求解设置
126Maxwell 2D的结果查看
第2章Ansoft Maxwell 13电机建模流程
21创建项目
22绘制几何模型
23设置各部件材料属性
24设置运动部件和边界条件
25设置绕组和激励条件
26设置剖分参数与剖分操作
27求解设置
28查看求解结果
第3章Ansoft Maxwell 13 二维稳态场分析
31永磁同步电机静态场分析
311创建项目
312绘制几何模型
313设置各部件材料属性
314设置绕组激励与边界条件
315设置剖分参数与剖分操作
316求解设置
317查看求解结果
32变压器静态场分析
321创建项目
322绘制几何模型
323设置各部件材料属性
324设置绕组激励与边界条件
325设置剖分参数与剖分操作
326求解设置
327查看求解结果
33笼型感应电机涡流场分析
331创建项目
332绘制几何模型
333设置各部件材料属性
334设置绕组激励与边界条件
335设置剖分参数与剖分操作
336求解设置
337查看求解结果
第4章Ansoft Maxwell 13 二维瞬态场分析
41三相笼型感应电机瞬态场分析
411创建项目
412绘制几何模型
413设置各部件材料属性
414设置绕组激励与边界条件
415设置运动部件
416设置剖分参数与剖分操作
417求解设置
418查看求解结果
42永磁同步电机瞬态场分析
421创建项目
422绘制几何模型
423设置各部件材料属性
424设置绕组激励与边界条件
425设置运动部件
426设置剖分参数与剖分操作
427求解设置
428查看求解结果
43无刷双馈电机瞬态场分析
431创建项目
432绘制几何模型
433设置各部件材料属性
434设置绕组激励与边界条件
435设置运动部件
436设置剖分参数与剖分操作
437求解设置
438查看求解结果
第5章Ansoft Maxwell 13 三维电磁场分析
51从一般二维模型转换为三维模型
511创建项目
512绘制几何模型
513设置各部件材料属性
514设置绕组激励与边界条件
515设置运动部件
516几何模型剖分
517求解及查看求解结果
52盘式电机三维瞬态场分析
521创建项目
522绘制几何模型
523设置各部件材料属性
524设置绕组激励与边界条件
525设置运动部件
526求解及查看求解结果
第6章Ansoft Maxwell 13与外电路的耦合应用
61永磁无刷直流电机
611问题描述
612控制电压电路
613电机驱动主电路
614电机电路设置
615电路与有限元模型的耦合
616设置机械运动
617稳态分析及查看结果
618瞬态分析及查看结果
62开关磁阻电机
621问题描述
622控制电压电路
623电机驱动主电路
624电机电路设置
625外电路与有限元模型的耦合
626设置机械运动
627稳态运动分析及查看结果
628瞬态分析及查看结果
第7章Ansoft Maxwell 13参数化建模与求解
71内嵌式永磁同步电机参数化模型
72设置参数化求解变量
73查看求解结果
第8章Ansoft Maxwell 13 RMxprt的应用
81RMxprt在感应电机设计中的应用
811工程模型
812创建项目
813设置电机参数
814设置仿真参数
815求解及查看结果
82RMxprt与Maxwell 2D/3D有限元模型的转换
821从RMxprt模型转换为Maxwell 2D模型
822从RMxprt模型转换为Maxwell 3D模型
823RMxprt模型的参数分析
参考文献" 2100433B
《工程电磁场(第7版)(英文版)》特色:《工程电磁场(第7版)(英文版)》是一本国际知名的经典教材,第一版出版距今已50余年。《工程电磁场(第7版)(英文版)》基本概念讲述清晰,注重物理概念,淡化公式推导,强调自主学习,图文并茂;每章后面配有大量习题。配书光盘提供了彩色场图、动画、问答测试题和关键内容的交互式学习,内容丰富,适子自学。《工程电磁场(第7版)(英文版)》文笔流畅,可读性好,其目的是使学生可以使用该教材进行独立学习。因此,该书是电气工程和相关专业大学本科电磁场课程的理想教材或参考书,尤其适合作为双语教学或英文授课教材。
本书以各种电机为实例,全面介绍了Ansoft Maxwell 13软件的使用方法。主要内容包括Ansoft Maxwell 13 电机建模流程;永磁同步电机、变压器和笼型感应电机的2D稳态场分析;感应电机、同步电机和无刷双馈电机的2D瞬态场分析; 盘式电机3D电磁场分析;永磁无刷直流电机和开关磁阻电机与外电路的耦合仿真;电机的参数化建模与求解,以及RMxprt在电机分析中的应用等。本书适合电机应用领域的工程技术人员,电机与电器专业的教师及电机相关专业的本科生、研究生使用。