Вишняков - Расчет электромагнитных полей с помощью программного комплекса ANSYS – 07.1 Примеры расчета ЭМ полей (1050628)
Текст из файла
 è ø í ÿ êî â Ñ .  . , Ãî ðä þõ è í à Í . Ì . , Ô åä î ð î âà Å . Ì .Ð à ñ÷ å ò ýë å ê ò ð îì à ã í è ò í û õ ï î ë å é ñ ï îì î ù ü þ ï ð î ã ð à ì ì í î ãî ê î ì ï ë å êñ à A N S Y SÌÝÈ (ÒÓ) Êàôåäðà ýëåêòðîôèçèêè 2003Ãëàâà 7. Ïðèìåðû ðàñ÷åòà ýëåêòðîìàãíèòíûõ ïîëåé7.1. Äâóõïðîâîäíàÿ ëèíèÿ ñ èçîëèðîâàííûìýêðàíîì. êà÷åñòâå ïðèìåðà ðàñ÷åòà åìêîñòíûõ êîýôôèöèåíòîâ,÷àñòè÷íûõ åìêîñòåé è ðàñïðåäåëåíèÿ ýëåêòðè÷åñêîãî ïîëÿðàññìîòðèìäâóõïðîâîäíóþëèíèþñïðîâîäíèêàìèïðÿìîóãîëüíîãî ñå÷åíèÿ, íàõîäÿùèìèñÿ â ïðÿìîóãîëüíîì êîðîáå.Èçîëÿòîð - âîçäóõ.
×åðòåæ ìîäåëè ïðåäñòàâëåí íà ðèñ. 7.1.Ëåâûé íèæíèé óãîë êîðîáà ïðèíÿò çà íà÷àëî êîîðäèíàò.Ðèñ. 7.1Ïîñêîëüêó ïðîãðàììà ANSYS èñïîëüçóåò îñíîâíûå ñèñòåìíûååäèíèöû ÑÈ, òî êîîðäèíàòû óãëîâ ýëåêòðîäîâ è ýêðàíà çàäàíû âìåòðàõ.1. Íàñòðîéêà ïðîãðàììû1.1. Ñëåäóåò çàïóñòèòü ïðîãðàììó Interactive.  îòêðûâøåìñÿîêíå íóæíî ââåñòè èìÿ ðàáî÷åãî ôàéëà è èìÿ ïàïêè, ãäå áóäåòðàçìåùåí ýòîò ôàéë è ôàéëû ñ âñïîìîãàòåëüíûìè äàííûìè, ïîñëå÷åãî ñëåäóåò íàæàòü êíîïêó Run.46 è ø í ÿ êî â Ñ .  . , Ãî ðä þõ è í à Í . Ì .
, Ô åä î ð î âà Å . Ì .Ð à ñ÷ å ò ýë å ê ò ð îì à ã í è ò í û õ ï î ë å é ñ ï îì î ù ü þ ï ð î ã ð à ì ì í î ãî ê î ì ï ë å êñ à A N S Y SÌÝÈ (ÒÓ) Êàôåäðà ýëåêòðîôèçèêè 20031.2.  çàãðóçèâøåéñÿ ïðîãðàììíîé ñðåäå ANSYS íåîáõîäèìîâûáðàòü ïóíêò Preferences îñíîâíîãî ìåíþ (Main Menu).Âîòêðûâøåìñÿ îêíå óñòàíîâëèâàþò ãàëî÷êó â ïóíêòå Electric èíàæèìàþò êíîïêó Ok.1.3.
Äëÿ çàäàíèÿ òèïîâ êîíå÷íûõ ýëåìåíòîâ (ÊÝ) íóæíî ïåðåéòèâ ìåíþ Preprocessor è âûáðàòü ïóíêò Element type, â îòêðûâøåìñÿìåíþ âûáðàòü ïóíêò Add/Edit/Del è â îòêðûâøåìñÿ îêíå íàæàòüêíîïêó Add. Ïîñëå ýòîãî îòêðîåòñÿ îêíî ñî ñïèñêîì äîñòóïíûõ ÊÝ:çäåñü íàäî âûáðàòü ðàçäåë Electrostatic è íàçâàíèå "2D Quad 121"ÊÝ, ñîîòâåòñòâóþùåãî ýòîìó òèïó; ïîñëå ýòîãî ñëåäóåò íàæàòü Ok.1.5. Çàäàíèå ñâîéñòâ ìàòåðèàëîâ: â ìåíþ Preprocessor âûáèðàþòïóíêò Material Props, à â îòêðûâøåìñÿ ïîäìåíþ - ïóíêò Isotropicðàçäåëà Constant. Ïîÿâèòñÿ îêíî ñ çàïðîñîì íà ââîä íîìåðà äëÿìàòåðèàëà - ñëåäóåò çàäàòü 1 è íàæàòü Ok ïîñëå ÷åãî ïîÿâèòñÿ îêíî,â êîòîðîì íàäî çàäàòü çíà÷åíèå ýëåêòðè÷åñêîé ïðîíèöàåìîñòèìàòåðèàëà PERX =1.
Ïîñëå òîãî, êàê âñå äàííûå ââåäåíû,íàæèìàþò Ok.2. Ñîçäàíèå ãåîìåòðèè2.1. Äëÿ ñîçäàíèÿ ãåîìåòðèè ñëåäóåò ïåðåéòè â ìåíþ Preprocessorè âûáðàòü òàì ïóíêò Create ðàçäåëà Modeling.2.2. Òàê êàê ãåîìåòðèÿ ìîäåëè ñîñòîèò èç ïðÿìîóãîëüíèêîâ, òîíåîáõîäèìî ïåðåéòè ê ìåíþ Rectangel ðàçäåëà Areas.2.3. Èñïîëüçóÿ ïóíêò By dimention ýòîãî ìåíþ, íàäî ñîçäàòü âñåíåîáõîäèìûå ïðÿìîóãîëüíèêè, çàäàâàÿ â îêíå ñ çàïðîñîìêîîðäèíàòû óãëîâ ïðÿìîóãîëüíèêîâ è íàæèìàÿ Apply:Ýêðàí: X1=0, Y1=0, X2=0.1, Y2=0.07;1 ýëåêòðîä: X1=0.02, Y1=0.02, X2=0.03, Y2=0.05;2 ýëåêòðîä: X1=0.05, Y1=0.03, X2=0.08, Y2=0.04;ïîñëå ââîäà êîîðäèíàò âòîðîãî ýëåêòðîäà íàæèìàþò Ok.2.4. Ïîñëå ñîçäàíèÿ âñåõ íóæíûõ îáëàñòåé ñëåäóåò ïåðåéòè âïîäìåíþ Operate ðàçäåëà Modeling ìåíþ Preprocessor è âûáðàòüïóíêò Overlap, â ïîÿâèâøåìñÿ ïîäìåíþ íàäî âûáðàòü ïóíêò Areas.Ïîÿâèòñÿ îêíî âûáîðà ãåîìåòðè÷åñêèõ ýëåìåíòîâ, â êîòîðîìñëåäóåò íàæàòü êíîïêó Pick All.47 è ø í ÿ êî â Ñ .
 . , Ãî ðä þõ è í à Í . Ì . , Ô åä î ð î âà Å . Ì .Ð à ñ÷ å ò ýë å ê ò ð îì à ã í è ò í û õ ï î ë å é ñ ï îì î ù ü þ ï ð î ã ð à ì ì í î ãî ê î ì ï ë å êñ à A N S Y SÌÝÈ (ÒÓ) Êàôåäðà ýëåêòðîôèçèêè 20032.5. Äëÿ óêàçàíèÿ ñâîéñòâ ìàòåðèàëîâ ñîçäàííûõ îáëàñòåé ñëåäóåòïåðåéòè â ìåíþ Preprocessor è âûáðàòü ïóíêò Attributes Define, âîòêðûâøåìñÿ ïîäìåíþ íóæíî âûáðàòü ïóíêò Picked Areas, âðåçóëüòàòå ÷åãî ïîÿâèòñÿ îêíî âûáîðà ãåîìåòðè÷åñêèõ ýëåìåíòîâ, ñïîìîùüþ êîòîðîãî íàäî âûáðàòü îáëàñòü, êîòîðàÿ ñîîòâåòñòâóåòèçîëÿòîðó, è íàæàòü Ok.  ïîÿâèâøåìñÿ îêíå çàäàåòñÿ íîìåðìàòåðèàëà, ñîîòâåòñòâóþùèé âîçäóõó (1), è íàæèìàåòñÿ Ok.3. Ñîçäàíèå ðàçáèåíèÿ3.1. Ñëåäóåò çàäàòü ìàêñèìàëüíûé ðàçìåð ðåáåð äëÿ êîíå÷íûõýëåìåíòîâ, ëåæàùèõ íà ãðàíèöàõ ðàçäåëà ñðåä.Äëÿ ýòîãî èñïîëüçóåòñÿ ïîäìåíþ Preprocessor ->-Meshing--> Size Controls; â ýòîì ïîäìåíþ âûáðàåòñÿ â ðàçäåëåLines ïóíêò All Lines.
 îêíå ñ çàïðîñîì ñëåäóåò çàäàòü çíà÷åíèåïåðåìåííîé SIZE òàêîå, ÷òîáû äëèíà ñàìîé êîðîòêîé ëèíèè âìîäåëè áûëà â äåñÿòü ðàç áîëüøå. Äëÿ ðàññìàòðèâàåìîãî ñëó÷àÿñàìàÿ êîðîòêàÿ ëèíèÿ èìååò äëèíó 1ñì, ïîýòîìó íåîáõîäèìî ââåñòèçíà÷åíèå 1ìì =0.001ì (çíà÷åíèå çàäàåòñÿ èìåííî â ìåòðàõ). Çàòåìíàæèìàåòñÿ Ok.3.2. Äëÿ ñîçäàíèÿ ñåòêè ÊÝ âûáðàåòñÿ ïîäìåíþ Mesh ðàçäåëàMeshing ìåíþ Preprocessor è âûáèðàåòñÿ ïóíêò Free ðàçäåëà Areas.Ïîÿâèòñÿ îêíî âûáîðà ãåîìåòðè÷åñêèõ ýëåìåíòîâ, ñ ïîìîùüþìûøè ñëåäóåò âûäåëèòü îáëàñòü, ñîîòâåòñòâóþùóþ âîçäóõó, èíàæàòü Ok. Ñîçäàííàÿ ñåòêà ïîêàçàíà íà ðèñ. 7.2.Ðèñ. 7.248 è ø í ÿ êî â Ñ .
 . , Ãî ðä þõ è í à Í . Ì . , Ô åä î ð î âà Å . Ì .Ð à ñ÷ å ò ýë å ê ò ð îì à ã í è ò í û õ ï î ë å é ñ ï îì î ù ü þ ï ð î ã ð à ì ì í î ãî ê î ì ï ë å êñ à A N S Y SÌÝÈ (ÒÓ) Êàôåäðà ýëåêòðîôèçèêè 20034. Âû÷èñëåíèå åìêîñòíûõ êîýôôèöèåíòîâ4.1. Äëÿ òîãî ÷òîáû àâòîìàòè÷åñêè âû÷èñëèòü åìêîñòíûåêîýôôèöèåíòû, íàäî çàäàòü âñå íàáîðû óçëîâ ÊÝ, ëåæàùèõ íàãðàíèöàõ ýëåêòðîäîâ. Äëÿ ýòîãî öèêëè÷åñêè äëÿ êàæäîãî ýëåêòðîäàâûïîëíÿþòñÿ ñëåäóþùèå äåéñòâèÿ:à) â ìåíþ "Select" ñëåäóåò âûáðàòü ïóíêò "Entities";á) â îòêðûâøåìñÿ îêíå â 1-ì ñïèñêå âûáèðàåòñÿ "Lines" è âî 2-ì− "By Num/Pick", çàòåì íàæèìàåòñÿ Ok;â) ïîÿâèòñÿ îêíî âûáîðà ãåîìåòðè÷åñêèõ ýëåìåíòîâ, ñ ïîìîùüþêîòîðîãî íàäî âûäåëèòü âñå ëèíèè, ïðèíàäëåæàùèå äàííîìóýëåêòðîäó, è íàæàòü Ok;ã) óáåäèòåñü, ÷òî âûáðàíû òîëüêî íóæíûå ëèíèè − â ìåíþ "Plot"âûáåðèòå ïóíêò "Lines";ä) â ìåíþ "Select" ñëåäóåò âûáðàòü ïóíêò "Entities";å) â îòêðûâøåìñÿ îêíå â 1-ì ñïèñêå ñëåäóåò âûáðàòü "Nodes" è âî2-ì − "Attached to", óñòàíîâèòü óêàçàòåëü "Lines, All" è íàæàòü Ok;¸) óáåäèòåñü, ÷òî âûáðàíû òîëüêî íóæíûå óçëû − â ìåíþ "Plot"âûáåðèòå ïóíêò "Nodes";æ) â ïîäìåíþ "Select"->"Comp/Assembly" íàäî âûáðàòü ïóíêò"Create component";ç) â îòêðûâøåìñÿ îêíå ñëåäóåò ââåñòè ïðîèçâîëüíîå èìÿñîçäàâàåìîãî ýëåêòðîäà (èìÿ äîëæíî ñîñòîÿòü èç áóêâåííîé ÷àñòè,îáùåé äëÿ âñåõ ýëåêòðîäîâ, è íîìåðà, íàïðèìåð e1, e2, e3,…) èíàæàòü Ok;è) â ïîäìåíþ "Select"->“Comp/Assembly"->"Pick Comp/Assembly"âûáèðàåì ïóíêò "From Full";é) â ïîÿâèâøåìñÿ îêíå âûáîðà ãåîìåòðè÷åñêèõ ýëåìåíòîâ ñïîìîùüþ íàæàòèÿ ëåâîé êíîïêè ìûøè â ëþáîì ìåñòåãðàôè÷åñêîãî îêíà âûäåëèòå âûáðàííûå ðàíåå óçëû è íàæìèòå Ok;ê) óáåäèòåñü, ÷òî ýëåêòðîä ñîçäàí ïðàâèëüíî − â ìåíþ "Plot"âûáåðèòå ïóíêò "Components"->"By name/number" , â îòêðûâøåìñÿîêíå íàæìèòå Ok;ë) â îòêðûâøåìñÿ îêíå âûáåðèòå íóæíûé êîìïîíåíò è íàæìèòåOk;ì) â ìåíþ "Select" âûáåðèòå ïóíêò "Everything";í) â ìåíþ "Plot" âûáåðèòå ïóíêò "Lines".49 è ø í ÿ êî â Ñ .
 . , Ãî ðä þõ è í à Í . Ì . , Ô åä î ð î âà Å . Ì .Ð à ñ÷ å ò ýë å ê ò ð îì à ã í è ò í û õ ï î ë å é ñ ï îì î ù ü þ ï ð î ã ð à ì ì í î ãî ê î ì ï ë å êñ à A N S Y SÌÝÈ (ÒÓ) Êàôåäðà ýëåêòðîôèçèêè 20034.2. Ïåðåéäèòå â ìåíþ Solution è âûáåðèòå ïóíêò Electromagnet. îòêðûâøåìñÿ ïîäìåíþ âûáåðèòå ïóíêò Capac Matrix. Âîòêðûâøåìñÿ îêíå ñëåäóåò çàäàòü çíà÷åíèÿ ñëåäóþùèõïåðåìåííûõ:Symfac − 1;Condname − áóêâåííàÿ ÷àñòü èìåíè ýëåêòðîäîâ (e);Capname − èìÿ ìàòðèöû åìêîñòíûõ êîýôôèöèåíòîâ −ïðîèçâîëüíîå;Ncond − ÷èñëî ýëåêòðîäîâ − 3;Grndkey − 0.Íàæèìàåì Ok.
Ïîñëå îêîí÷àíèÿ ðàñ÷åòà áóäåò âûâåäåíî îêíî,ñîäåðæàùåå ðàññ÷èòàííûå åìêîñòíûå êîýôôèöèåíòû (ïåðâàÿìàòðèöà çíà÷åíèé) è ÷àñòè÷íûå åìêîñòè (âòîðàÿ ìàòðèöà):________________ CMATRIX SOLUTION SUMMARY ___________________*** Ground Capacitance Matrix ***Self Capacitance of conductor 1. = 0.52911E-10Self Capacitance of conductor 2. = 0.46807E-10Mutual Capacitance between conductors 1. and 2. = -0.11142E-10Ground capacitance matrix is stored in 3d array parameter cmatrix ( 2., 2.,1)*** Lumped Capacitance Matrix ***Self Capacitance of conductor 1.
= 0.41769E-10Self Capacitance of conductor 2. = 0.35664E-10Mutual Capacitance between conductors 1. and 2. = 0.11142E-10Lumped capacitance matrix is stored in 3d array parameter cmatrix ( 2., 2.,2)Capacitance values are per unit lengthCapacitance matricies are stored in file cmatrix .txt_____________________________________________________________5.
Çàäàíèå óñëîâèé íà ãðàíèöàõ (ÓÃ) è ðåøåíèå5.1. Äëÿ íàñòðîéêè ïðîãðàììû íà ðåøåíèå çàäà÷è ñëåäóåòïåðåéòè â ìåíþ Solution è âûáðàòü ïóíêò New Analisis. Âîòêðûâøåìñÿ îêíå íàäî óêàçàòü òèï àíàëèçà − óñòàíîâèâøèéñÿðåæèì (Steady-State) è íàæàòü Ok.50 è ø í ÿ êî â Ñ .  . , Ãî ðä þõ è í à Í . Ì . , Ô åä î ð î âà Å . Ì .Ð à ñ÷ å ò ýë å ê ò ð îì à ã í è ò í û õ ï î ë å é ñ ï îì î ù ü þ ï ð î ã ð à ì ì í î ãî ê î ì ï ë å êñ à A N S Y SÌÝÈ (ÒÓ) Êàôåäðà ýëåêòðîôèçèêè 20035.2.
 ìåíþ Solution íàäî ïåðåéòè ê ïîäìåíþ Apply ðàçäåëàLoads è, çàòåì âûáðàòü ïóíêò Boundary.  îòêðûâøåìñÿ ïîäìåíþâûáèðàþò ïóíêò On Lines ðàçäåëà Voltage è, ñ ïîìîùüþ îêíàâûáîðà ãåîìåòðè÷åñêèõ ýëåìåíòîâ âûäåëÿþò ëèíèè ïåðâîãîýëåêòðîäà, â îêíå çàïðîñà ââîäÿò çíà÷åíèå ïîòåíöèàëà (íàïðèìåð,1Â) è íàæèìàþò Apply. Ïîâòîðèòü äåéñòâèÿ äëÿ âòîðîãî ýëåêòðîäà(ïóñòü åãî ïîòåíöèàë áóäåò -1Â).5.3.  òîì æå ìåíþ ñëåäóåò âûáðàòü ïóíêò J-Normal è ñïîìîùüþ îêíà âûáîðà ãåîìåòðè÷åñêèõ ýëåìåíòîâ âûäåëèòü âñåëèíèè êîðîáà.5.4.
Äëÿ òîãî, ÷òîáû ðåøèòü çàäà÷ó, íàäî â ìåíþ Solution âðàçäåëå Solve âûáðàòü ïóíêò Current LS.6. Îáðàáîòêà ðåçóëüòàòîâ6.1. Äëÿ ðàáîòû ñ ðåçóëüòàòàìè ðàñ÷åòà íåîáõîäèìî ïåðåéòèâ ìåíþ Genereral Postproc.6.2. Äëÿ âûâîäà ðàñïðåäåëåíèÿ ïîòåíöèàëà íàäî ïåðåéòè âïîäìåíþ Genereral Postproc->Plot Results è âûáðàòü â ðàçäåëåContour Plot ïóíêò Nodal Solution.  îòêðûâøåìñÿ îêíå íàäîâûáðàòü â ëåâîì ñïèñêå DOF solution, à â ïðàâîì − Elec poten VOLT.Ðàñïðåäåëåíèå ïîòåíöèàëà ïîêàçàíî íà ðèñ.
Характеристики
Тип файла PDF
PDF-формат наиболее широко используется для просмотра любого типа файлов на любом устройстве. В него можно сохранить документ, таблицы, презентацию, текст, чертежи, вычисления, графики и всё остальное, что можно показать на экране любого устройства. Именно его лучше всего использовать для печати.
Например, если Вам нужно распечатать чертёж из автокада, Вы сохраните чертёж на флешку, но будет ли автокад в пункте печати? А если будет, то нужная версия с нужными библиотеками? Именно для этого и нужен формат PDF - в нём точно будет показано верно вне зависимости от того, в какой программе создали PDF-файл и есть ли нужная программа для его просмотра.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
