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1、 Maxwell 软件应用软件应用V12.1第1页，共28页。2主要内容主要内容Maxwell软件应用简介Maxwell软件的安装过程Maxwell 2D 界面功能2D 电场计算建模2D 模型求解2D 图形后处理第2页，共28页。3Maxwell 软件简介软件简介Maxwell 软件是Ansoft公司仿真软件系列中的电磁场分析模块，在安装时可以看到Maxwell程序文件是安装在名为Ansoft的文件夹下的。Maxwell2D3D磁场模块磁场模块静电场静电场电流场电流场瞬态场瞬态场温度场温度场参数化和优化设计参数化和优化设计等效电路提取器等效电路提取器第3页，共28页。4Maxwell V12M
2、axwell V12 的仿真操作步骤为：指定求解器类型指定求解器类型（Solution type）创建几何模型并指定材料属性创建几何模型并指定材料属性（Draw Model & Material）施加边界条件和源施加边界条件和源（Boundary & Source）添加求解选项并验证模型添加求解选项并验证模型（Add Solution Setup-Validate）求解求解（Analyze All）后处理绘制场量图和取数据后处理绘制场量图和取数据（Result & Field Overlays）第4页，共28页。5ANSOFT软件的安装过程软件的安装过程1.把安装的软件包进行解压，解压出来的b
3、in文件用虚拟光驱载入进行安装。2.安装结束后，把crack文件夹中的licence复制到Ansoftadmin中。3.把crack文件夹中的2008.exe复制到Ansoftmaxwell12文件夹中，运行之。4.把crack文件夹中的 复制到AnsoftMaxwell12中，并运行，弹出对话框中浏览找到相应文件后，选择Next，提示成功后即可运行程序。第5页，共28页。6Maxwell 图形界面图形界面工程管理栏工程管理栏（最重要，所（最重要，所有计算步骤都有计算步骤都在其中）在其中）模型部件模型部件管理栏管理栏模型属性管理（名称，尺寸，模型属性管理（名称，尺寸，材料，颜色，透明度等）材料
4、，颜色，透明度等）信息提示栏（成功，信息提示栏（成功，错误原因都有提示）错误原因都有提示）计算进度在此查看计算进度在此查看模型结构、坐标系、模型结构、坐标系、计算结果都在此栏计算结果都在此栏显示显示菜单栏，下面是各菜单对应的快捷按钮菜单栏，下面是各菜单对应的快捷按钮第6页，共28页。7示例一：示例一： 平行平板电容器电场计算平行平板电容器电场计算假设平行极板相对板间距离足够大，即平板电容器之间电场分布可近似为平行平面场，故采用XY平面建模分析；考虑极板的厚度，并为降低极板边缘效应，在极板两侧边采用圆弧过渡；设极板之间充满相对介电常数er=6的均匀电介质；设极板截面长为设极板截面长为100mm端
5、部圆弧为端部圆弧为 R2.5 的半圆的半圆板间距离为板间距离为10mm板间电压差为板间电压差为1000V2D XY Plane Model Parallel Plate第7页，共28页。8启动原始界面中选择二维求解启动原始界面中选择二维求解选择二维（insert Maxwell2D design）第8页，共28页。9首先，右击后在solution type中选择求解类型默认的为磁场，选择静电场指定求解器类型指定求解器类型第9页，共28页。10模型的建立以及指定属性模型的建立以及指定属性选择画图工具也可以在菜单栏的“DRAW”中选择画图工具注意：所有在按钮界面出现的工具按钮都可以在菜单栏找到相应
6、菜单选项，注意：所有在按钮界面出现的工具按钮都可以在菜单栏找到相应菜单选项，尽量用直观方便的按钮设计更迅速尽量用直观方便的按钮设计更迅速第10页，共28页。11平行板电平行板电容器模型容器模型计算区域外计算区域外边界（即绘边界（即绘图区边界）图区边界）绝缘介质绝缘介质（空气（空气Vacuum）Note计算中假设计算中假设绝缘介质充绝缘介质充满整个计算满整个计算区域区域Tips计算区域外计算区域外边界大小一边界大小一般取为求解般取为求解模型的模型的35倍（需根据倍（需根据具体计算要具体计算要求而定）；求而定）；外边界需要外边界需要施加适当的施加适当的边界条件边界条件第11页，共28页。12材料属
7、性的指定材料属性的指定点击选择材料所有部件的材料属性也会在模型管理栏显示，也可在此处右击相应部件管理其属性第12页，共28页。13选择材料时弹出的对话框选择材料时弹出的对话框在此输入材料名称，如铜copper，铝aluminum，可以根据名称直接搜索对于在材料库中没有的材料要进行新的定义，但一般常见材料如铝，铜等都可以在库中找到第13页，共28页。1414施加边界条件和源施加边界条件和源按照提示的顺序点击并选择边界条件按照提示的顺序点击并选择边界条件Boundary和激励和激励Excitations选项选项（也可在模型部件管理栏右击相应部件（也可在模型部件管理栏右击相应部件Assign Bou
8、ndary或者或者Excitation）第14页，共28页。15Parallel Plate Setup Boundary / Source平板电容器中上极板施平板电容器中上极板施加电压为加电压为1000V；下极板施加电压为下极板施加电压为0V；外边界设为气球边界，外边界设为气球边界，模拟无限大空间场模拟无限大空间场在选择外界为气球边界的在选择外界为气球边界的时候，一定要选择边界线时候，一定要选择边界线而不是整个面（为何选择而不是整个面（为何选择气球边界？各种边界的含气球边界？各种边界的含义？请参看相关书籍）义？请参看相关书籍）第15页，共28页。16模型验证并添加求解选项模型验证并添加求解选
9、项（Validate & Setup Solution每个设计必须要设定求每个设计必须要设定求解（解（solution setup），在此选择），在此选择求解的步长以及计求解的步长以及计算允许误差算允许误差第16页，共28页。17求解选项对话框求解选项对话框（Setup Solution）输入计算的步长以及误差精度，旁边Convergence等其他选项卡的设置请自学第17页，共28页。18模型验证并添加求解选项模型验证并添加求解选项（Validate & Setup Solution点击Validate验证是否完成了各个步骤，可以进行求解第18页，共28页。验证对话框验证对话框19如果右框中提
10、示的每一个步骤都打钩了就能开始求解了，如果右框中提示的每一个步骤都打钩了就能开始求解了，有任何步骤还需要设置软件都会进行相关提示有任何步骤还需要设置软件都会进行相关提示第19页，共28页。20求解求解验证完毕点击Analyze all进行求解第20页，共28页。21在计算的时候在此框可以观察求解进度，此框左边的框中是软件状态提示，任何操作成功或者失败都能在此看到提示第21页，共28页。求解过程观察求解进度求解过程观察求解进度22求解过程中可以单击solution data按钮查看求解进度，弹出左下的对话框中的energy error项表示计算能量误差，如果该项随着pass递减，则说明计算收敛，
11、不收敛的话就需要中止当前计算后通过改进模型或者其他设置重新计算了计算结束后也可以在Result中选择Solution data的其他选项卡查看Force、Torque、Matrix等各项特定属性第22页，共28页。23选择要分析的电选择要分析的电场特性以及该特场特性以及该特性所在的范围性所在的范围提示栏提示求解成功后即进入提示栏提示求解成功后即进入“后处理后处理”右击需要查看属性的部件，选择右击需要查看属性的部件，选择Field后弹出此对话框，或者在后弹出此对话框，或者在工程管理栏的工程管理栏的Field Overlay也能实现此功能。也能实现此功能。第23页，共28页。24后处理：电场强度云
12、图后处理：电场强度云图双击结果图中的双击结果图中的数字栏可以修改数字栏可以修改图的属性，弹出图的属性，弹出下页所示对话框下页所示对话框第24页，共28页。25点击可以选择画出电位等位线如下页图所示（电位线是电场分析的重要属性）对话框中每项都对应各自属性，对话框中每项都对应各自属性，任何修改可以在图中实时动态反任何修改可以在图中实时动态反映出来，各项的含义请自己体会映出来，各项的含义请自己体会第25页，共28页。电位线分布示意图电位线分布示意图26以上是对各种结果云图的演示说明，如果要提取各种曲线图和表格，请在工程管理栏中的Result右击选择相应属性第26页，共28页。曲线图和数据表格的提取曲
13、线图和数据表格的提取27如果你想在结果中提取沿某一条线的电场特性或者数据：1、在模型建立时就请先建立该路径线，对该路径线不要做其他任何设置。（不需要设置材料）2、计算完毕后在工程管理栏的Result中选择Create Field Report，曲线图选择Rectangular plot，数据选择Data table，3D曲线图可自学，弹出如下对话框。3、Geometry中选择所沿的路径线，曲线图的X,Y轴代表的含义都可在此设置，Quantity选择所要显示的电场特性。4、单击New Report生成曲线图或table。5、Result中可以管理修改各结果图的属性。第27页，共28页。28经验提
14、示：经验提示：1、使用过程中养成软件及时保存的好习惯，虽然软件会默认每隔10项操作后自动保存一次。2、各个部件和文件名称尽量用英文字母，避免不必要的软件识别错误。3、有问题先看Help帮助文档，再找他人帮忙，一般问题都能从Help中获得帮助，不过全是英文的，。4、一个project下可以有多个design，使用软件可以计算各种情况方便比较，不同的计算结果尽量多保留，以不同的名称区别即可，不要删除。5、要在软件中截取结果图，可以直接右击结果，选择copy image。6、软件默认单位都按照国际单位制，长度mm等，所用图形界面尽量使用默认设置，方便与他人交流。7、各种求解器大同小异，主要在激励Excitation和后处理Field Overlay中有区别，使用时多利用电磁场理论可解决一些难题。第28页，共28页。
