Maxwell121應(yīng)用培訓(xùn)-西安交通大學(xué)電氣工程學(xué)院

1、 Maxwell 軟件應(yīng)用軟件應(yīng)用V12.12主要內(nèi)容主要內(nèi)容 Maxwell軟件應(yīng)用簡(jiǎn)介 Maxwell軟件的安裝過程 Maxwell 2D 界面功能 2D 電場(chǎng)計(jì)算建模 2D 模型求解 2D 圖形后處理3Maxwell 軟件簡(jiǎn)介軟件簡(jiǎn)介Maxwell 軟件是Ansoft公司仿真軟件系列中的電磁場(chǎng)分析模塊，在安裝時(shí)可以看到Maxwell程序文件是安裝在名為Ansoft的文件夾下的。Maxwell2D3D磁場(chǎng)模塊磁場(chǎng)模塊靜電場(chǎng)靜電場(chǎng)電流場(chǎng)電流場(chǎng)瞬態(tài)場(chǎng)瞬態(tài)場(chǎng)溫度場(chǎng)溫度場(chǎng)參數(shù)化和優(yōu)化設(shè)計(jì)參數(shù)化和優(yōu)化設(shè)計(jì)等效電路提取器等效電路提取器4Maxwell V12Maxwell V12 的仿真操作步驟為：指

2、定求解器類型指定求解器類型（Solution type）創(chuàng)建幾何模型并指定材料屬性創(chuàng)建幾何模型并指定材料屬性（Draw Model & Material）施加邊界條件和源施加邊界條件和源（Boundary & Source）添加求解選項(xiàng)并驗(yàn)證模型添加求解選項(xiàng)并驗(yàn)證模型（Add Solution Setup-Validate）求解求解（Analyze All）后處理繪制場(chǎng)量圖和取數(shù)據(jù)后處理繪制場(chǎng)量圖和取數(shù)據(jù)（Result & Field Overlays）5ANSOFT軟件的安裝過程軟件的安裝過程1.把安裝的軟件包進(jìn)行解壓，解壓出來的bin文件用虛擬光驅(qū)載入進(jìn)行安裝。2.

3、安裝結(jié)束后，把crack文件夾中的licence復(fù)制到Ansoftadmin中。3.把crack文件夾中的2008.exe復(fù)制到Ansoftmaxwell12文件夾中，運(yùn)行之。4.把crack文件夾中的 復(fù)制到AnsoftMaxwell12中，并運(yùn)行，彈出對(duì)話框中瀏覽找到相應(yīng)文件后，選擇Next，提示成功后即可運(yùn)行程序。6Maxwell 圖形界面圖形界面工程管理欄工程管理欄（最重要，所（最重要，所有計(jì)算步驟都有計(jì)算步驟都在其中）在其中）模型部件模型部件管理欄管理欄模型屬性管理（名稱，尺寸，模型屬性管理（名稱，尺寸，材料，顏色，透明度等）材料，顏色，透明度等）信息提示欄（成功，信息提示欄（成功，

4、錯(cuò)誤原因都有提示）錯(cuò)誤原因都有提示）計(jì)算進(jìn)度在此查看計(jì)算進(jìn)度在此查看模型結(jié)構(gòu)、坐標(biāo)系、模型結(jié)構(gòu)、坐標(biāo)系、計(jì)算結(jié)果都在此欄計(jì)算結(jié)果都在此欄顯示顯示菜單欄，下面是各菜單對(duì)應(yīng)的快捷按鈕菜單欄，下面是各菜單對(duì)應(yīng)的快捷按鈕7示例一：示例一： 平行平板電容器電場(chǎng)計(jì)算平行平板電容器電場(chǎng)計(jì)算假設(shè)平行極板相對(duì)板間距離足夠大，即平板電容器之間電場(chǎng)分布可近似為平行平面場(chǎng)，故采用XY平面建模分析；考慮極板的厚度，并為降低極板邊緣效應(yīng)，在極板兩側(cè)邊采用圓弧過渡；設(shè)極板之間充滿相對(duì)介電常數(shù)er=6的均勻電介質(zhì)；設(shè)極板截面長(zhǎng)為設(shè)極板截面長(zhǎng)為100mm端部圓弧為端部圓弧為 R2.5 的半圓的半圓板間距離為板間距離為10mm板

5、間電壓差為板間電壓差為1000V2D XY Plane Model Parallel Plate8啟動(dòng)原始界面中選擇二維求解啟動(dòng)原始界面中選擇二維求解選擇二維（insert Maxwell2D design）9首先，右擊后在solution type中選擇求解類型默認(rèn)的為磁場(chǎng)，選擇靜電場(chǎng)指定求解器類型指定求解器類型10模型的建立以及指定屬性模型的建立以及指定屬性選擇畫圖工具也可以在菜單欄的“DRAW”中選擇畫圖工具注意：所有在按鈕界面出現(xiàn)的工具按鈕都可以在菜單欄找到相應(yīng)菜單選項(xiàng)，注意：所有在按鈕界面出現(xiàn)的工具按鈕都可以在菜單欄找到相應(yīng)菜單選項(xiàng)，盡量用直觀方便的按鈕設(shè)計(jì)更迅速盡量用直觀方便的按鈕

6、設(shè)計(jì)更迅速11平行板電平行板電容器模型容器模型計(jì)算區(qū)域外計(jì)算區(qū)域外邊界（即繪邊界（即繪圖區(qū)邊界）圖區(qū)邊界）絕緣介質(zhì)絕緣介質(zhì)（空氣（空氣Vacuum）Note計(jì)算中假設(shè)計(jì)算中假設(shè)絕緣介質(zhì)充絕緣介質(zhì)充滿整個(gè)計(jì)算滿整個(gè)計(jì)算區(qū)域區(qū)域Tips計(jì)算區(qū)域外計(jì)算區(qū)域外邊界大小一邊界大小一般取為求解般取為求解模型的模型的35倍（需根據(jù)倍（需根據(jù)具體計(jì)算要具體計(jì)算要求而定）；求而定）；外邊界需要外邊界需要施加適當(dāng)?shù)氖┘舆m當(dāng)?shù)倪吔鐥l件邊界條件12材料屬性的指定材料屬性的指定點(diǎn)擊選擇材料所有部件的材料屬性也會(huì)在模型管理欄顯示，也可在此處右擊相應(yīng)部件管理其屬性13選擇材料時(shí)彈出的對(duì)話框選擇材料時(shí)彈出的對(duì)話框在此輸入材料

7、名稱，如銅copper，鋁aluminum，可以根據(jù)名稱直接搜索對(duì)于在材料庫中沒有的材料要進(jìn)行新的定義，但一般常見材料如鋁，銅等都可以在庫中找到1414施加邊界條件和源施加邊界條件和源按照提示的順序點(diǎn)擊并選擇邊界條件按照提示的順序點(diǎn)擊并選擇邊界條件Boundary和激勵(lì)和激勵(lì)Excitations選項(xiàng)選項(xiàng)（也可在模型部件管理欄右擊相應(yīng)部件（也可在模型部件管理欄右擊相應(yīng)部件Assign Boundary或者或者Excitation）15Parallel Plate Setup Boundary / Source平板電容器中上極板施平板電容器中上極板施加電壓為加電壓為1000V；下極板施加電壓為下

8、極板施加電壓為0V；外邊界設(shè)為氣球邊界，外邊界設(shè)為氣球邊界，模擬無限大空間場(chǎng)模擬無限大空間場(chǎng)在選擇外界為氣球邊界的在選擇外界為氣球邊界的時(shí)候，一定要選擇邊界線時(shí)候，一定要選擇邊界線而不是整個(gè)面（為何選擇而不是整個(gè)面（為何選擇氣球邊界？各種邊界的含氣球邊界？各種邊界的含義？請(qǐng)參看相關(guān)書籍）義？請(qǐng)參看相關(guān)書籍）16模型驗(yàn)證并添加求解選項(xiàng)模型驗(yàn)證并添加求解選項(xiàng)（Validate & Setup Solution每個(gè)設(shè)計(jì)必須要設(shè)每個(gè)設(shè)計(jì)必須要設(shè)定求解（定求解（solution setup），在此選），在此選擇求解的步長(zhǎng)以及擇求解的步長(zhǎng)以及計(jì)算允許誤差計(jì)算允許誤差17求解選項(xiàng)對(duì)話框求解選項(xiàng)對(duì)話框

9、（Setup Solution）輸入計(jì)算的步長(zhǎng)以及誤差精度，旁邊Convergence等其他選項(xiàng)卡的設(shè)置請(qǐng)自學(xué)18模型驗(yàn)證并添加求解選項(xiàng)模型驗(yàn)證并添加求解選項(xiàng)（Validate & Setup Solution點(diǎn)擊Validate驗(yàn)證是否完成了各個(gè)步驟，可以進(jìn)行求解驗(yàn)證對(duì)話框驗(yàn)證對(duì)話框19如果右框中提示的每一個(gè)步驟都打鉤了就能開始求解了，如果右框中提示的每一個(gè)步驟都打鉤了就能開始求解了，有任何步驟還需要設(shè)置軟件都會(huì)進(jìn)行相關(guān)提示有任何步驟還需要設(shè)置軟件都會(huì)進(jìn)行相關(guān)提示20求解求解驗(yàn)證完畢點(diǎn)擊Analyze all進(jìn)行求解21在計(jì)算的時(shí)候在此框可以觀察求解進(jìn)度，此框左邊的框中是軟件狀態(tài)提示

10、，任何操作成功或者失敗都能在此看到提示求解過程觀察求解進(jìn)度求解過程觀察求解進(jìn)度22求解過程中可以單擊solution data按鈕查看求解進(jìn)度，彈出左下的對(duì)話框中的energy error項(xiàng)表示計(jì)算能量誤差，如果該項(xiàng)隨著pass遞減，則說明計(jì)算收斂，不收斂的話就需要中止當(dāng)前計(jì)算后通過改進(jìn)模型或者其他設(shè)置重新計(jì)算了計(jì)算結(jié)束后也可以在Result中選擇Solution data的其他選項(xiàng)卡查看Force、Torque、Matrix等各項(xiàng)特定屬性23選擇要分析的電選擇要分析的電場(chǎng)特性以及該特場(chǎng)特性以及該特性所在的范圍性所在的范圍提示欄提示求解成功后即進(jìn)入提示欄提示求解成功后即進(jìn)入“后處理后處理”右擊

11、需要查看屬性的部件，選擇右擊需要查看屬性的部件，選擇Field后彈出此對(duì)話框，后彈出此對(duì)話框，或者在工程管理欄的或者在工程管理欄的Field Overlay也能實(shí)現(xiàn)此功能。也能實(shí)現(xiàn)此功能。24后處理：電場(chǎng)強(qiáng)度云圖后處理：電場(chǎng)強(qiáng)度云圖雙擊結(jié)果圖中的雙擊結(jié)果圖中的數(shù)字欄可以修改數(shù)字欄可以修改圖的屬性，彈出圖的屬性，彈出下頁所示對(duì)話框下頁所示對(duì)話框25點(diǎn)擊可以選擇畫出電位等位線如下頁圖所示（電位線是電場(chǎng)分析的重要屬性）對(duì)話框中每項(xiàng)都對(duì)應(yīng)各自屬性，對(duì)話框中每項(xiàng)都對(duì)應(yīng)各自屬性，任何修改可以在圖中實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)反任何修改可以在圖中實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)反映出來，各項(xiàng)的含義請(qǐng)自己體會(huì)映出來，各項(xiàng)的含義請(qǐng)自己體會(huì)電位線分布示意圖

12、電位線分布示意圖26以上是對(duì)各種結(jié)果云圖的演示說明，如果要提取各種曲線圖和表格，請(qǐng)?jiān)诠こ坦芾頇谥械腞esult右擊選擇相應(yīng)屬性曲線圖和數(shù)據(jù)表格的提取曲線圖和數(shù)據(jù)表格的提取27如果你想在結(jié)果中提取沿某一條線的電場(chǎng)特性或者數(shù)據(jù)：1、在模型建立時(shí)就請(qǐng)先建立該路徑線，對(duì)該路徑線不要做其他任何設(shè)置。（不需要設(shè)置材料）2、計(jì)算完畢后在工程管理欄的Result中選擇Create Field Report，曲線圖選擇Rectangular plot，數(shù)據(jù)選擇Data table，3D曲線圖可自學(xué)，彈出如下對(duì)話框。3、Geometry中選擇所沿的路徑線，曲線圖的X,Y軸代表的含義都可在此設(shè)置，Quantity選擇所要顯示的電場(chǎng)特性。4、單擊New Report生成曲線圖或table。5、Result中可以管理修改各結(jié)果圖的屬性。28經(jīng)驗(yàn)提示：經(jīng)驗(yàn)提示：1、使用過程中養(yǎng)成軟件及時(shí)保存的好習(xí)慣，雖然軟件會(huì)默認(rèn)每隔10項(xiàng)操作后自動(dòng)保存一次。2、各個(gè)部件和文件名稱盡量用英文字母，避免不必要的軟件識(shí)別錯(cuò)誤。3、有問題先看Help幫助文檔，再找他人幫忙，一般問題都能從Help中獲得幫助，不過全是英文的，。4、一個(gè)project下可以有多個(gè)de