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。

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

Maxwell成立于1965年

1992Maxwell开始开发超级电容器

1995Maxwell推出首款大容量超级电容器

2002Maxwell与Montena合并

2004Maxwell生产自己专有的电极

2007开始在中国生产

2008德国慕尼黑汽车办事处开业

2008生产第100万个大容量UCAP单体(12月8日)

2009SOP首个汽车项目

2010推出ESM模块

2011生产第200万个大容量UCAP单体(1月28日)

2012继续扩大产能(每季度生产100万个单体)

Maxwell推出增强型48V超级电容器模