电场分析的步骤和ANSYS help中的例子(3)

2018-12-29 19:35

GUI:Main Menu>Solution 定义分析类型 选择下列方式之一:

·GUI:选菜单路径Main Menu>Solution>New Analysis并选择静态分析 ·命令:ANTYPE,STATIC,NEW

·如果你要重新开始一个以前做过的分析(例如,分析附加载荷步),执行命令

ANTYPE,STATIC,REST。重启动分析的前提条件是:预先完成了一个静电分析,且该预分析的Jobname. EMAT,Jobname. ESAV和Jobname.DB文件都存在。

定义分析选项

可以选择波前求解器(缺省)、预条件共轭梯度求解器(PCG)、雅可比共轭梯度求解器(JCG)和不完全乔列斯基共轭梯度求解器(ICCG)之一进行求解:

命令:EQSLV

GUI:Main Menu>Solution>Analysis Options

如果选择JCG求解器或者PCG求解器,还可以定义一个求解器误差值,缺省为1.0。 加载

静电分析中的典型载荷类型有: 14.3.2.4.1 电压(VOLT)

该载荷是自由度约束,用以定义在模型边界上的已知电压: 命令:D

GUI:Main Menu>Solution>Loads>-Loads-Apply>-Electric-Boundary> -Voltage- 电荷密度(CHRG) 命令:F

GUI:Main Menu>Solution>Loads>-Loads-Apply>-Electric-Excitation>-Charge-On Nodes 面电荷密度(CHRGS) 命令:SF

-8

GUI:Main Menu>Solution>Loads>-Loads-Apply>-Electric-Excitation-Surf Chrg Den- Maxwell 力标志(MXWF)

这并不是真实载荷,只是表示在该表面将计算静电力分布,MXWF只是一个标志。通常,MXWF定义在靠近“空气-电介质”交界面的空气单元面上,ANSYS使用Maxwell应力张量法计算力并存储在空气单元中,在通用后处理器中可以进行处理。

命令:FMAGBC

GUI:Main Menu>Solution>-Loads-Apply>-Electric-Flag>-Maxwell Surf-option 无限面标志(INF)

这并不是真实载荷,只是表示无限单元的存在,INF仅仅是一个标志。 命令:SF

GUI:Main Menu>Solution>-Loads-Apply>-Electric-Flag>-Infinite Surf-option 体电荷密度(CHRGD) 命令:BF,BFE

GUI:Main Menu>Solution>-Loads-Apply>-Electric-Excitation>-Charge Density-option 另外,还可以用命令BFL、BFL、BFV等命令分别把体电荷密度加到实体模型的线、面和体上。

定义载荷步选项

对于静电分析,可以用其它命令将载荷加到电流传导分析模型中,也能控制输出选项和载荷步选项,详细信息可参见第16章“分析选项和求解方法”

保存数据库备份

使用ANSYS工具条的SAVE_DB按钮来保存一个数据库备份。在需要的时候可以恢复模型数据:

命令:RESUME

GUI:Utility Menu>File>Resume Jobname.db 开始求解 命令:SOLVE

GUI:Main Menu>Solution>Current LS 结束求解 命令:FINISH

GUI:Main Menu>Finish 观察结果

ANSYS和ANSYS/Emag程序把静电分析结果写到结果文件Jobname.RST中,结果中包括如下数据:

主数据:节点电压(VOLT) 导出数据:

·节点和单元电场(EFX,EFY,EFZ,EFSUM) ·节点电通量密度(DX,DY,DZ,DSUM) ·节点静电力(FMAG:分量X,Y,Z,SUM) ·节点感生电流段(CSGX,CSGY,CSGZ) 通常在POST1通用后处理器中观察分析结果: 命令:/POST1

GUI:Main Menu>General Postproc

对于整个后处理功能的完整描述,见ANSYS基本分析过程指南。 将所需结果读入数据库: 命令:SET,,,,,TIME

GUI:Utility Menu>List>Results>Load Step Summary

如果所定义的时间值处并没有计算好的结果,ANSYS将在该时刻进行线性插值计算。 对于线单元(LINK68),只能用以下方式得到导出结果: 命令:ETABLE

GUI:Main Menu>General Postproc>Element Table>Define Table

命令:PLETAB

GUI:Main Menu>General Postproc>Plot Results>Elem Table

Main Menu>General Postproc>Element Table>Plot Elem Table 命令:PRETAB

GUI:Main Menu>General Postproc>List Results>List Elem Table

Main Menu>General Postproc>Element Table>Elem Table Data 绘制等值线图:

命令:PLESOL,PLNSOL

GUI:Main Menu>General Postproc>Plot Results>Element Solution

Main Menu>General Postproc>Plot Results>Nodal Solu 绘制矢量图: 命令:PLVECT

GUI:Main Menu>General Postproc>Plot Results>Predefined

Main Menu>General Postproc>Plot Results>User Defined

以表格的方式显示数据:

命令:PRESOL,PRNSOL,PRRSOL

GUI:Main Menu>General Postproc>List Results>Element Solution

Main Menu>General Postproc>List Results>Nodal Solution Main Menu>General Postproc>List Results>Reaction Solu

POST1执行许多其他后处理功能,包括按路径和载荷条件的组合绘制结果图。更详细信息见ANSYS基本分析过程手册。

多导体系统提取电容(很像翻译的HELP, 故我把它全部copy过来)

14.4静电场分析求解的一个主要参数就是电容。在多导体系统中,包括求解自电容和

互电容,以便在电路模拟中能定义等效集总电容。CMATRIX宏命令能求得多导体系统自电容和互电容。详见《ANSYS理论手册》5.10节。

14.4.1 对地电容和集总电容

有限元仿真计算,可以提取带(对地)电压降导体由于电荷堆积形成的“对地”电容矩阵。下面叙述一个三导体系统(一个导体为地)。方程式中Q1和Q2为电极1和2上的电荷,U1和U2分别为电压降。

Q1= (Cg)11(U1)+(Cg)12(U2) Q2= (Cg)12(U1)+(Cg)22(U2)

式中Cg称作为“对地电容”矩阵。这些对地电容并不表示集总电容(常用于电路分析),因为它们不涉及到二个导体之间的电容。使用CMATRIX宏命令能把对地电容矩阵变换成集总电容矩阵,以便用于电路仿真。

图2描述了三导体系统的等效集总电容。下面二个方程描述了感应电荷与电压降之间形成的集总电容:

Q1=(C1)11(U1)+(C1)12(U1—U2) Q2=(C1)12(U1—U2)+(C1)22(U2)

式中C1称为"集总电容"的电容矩阵。


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