dkf5201314 发表于 2011-7-12 11:23:25

[实例分析]有限元单元与电路单元耦合（静电场分析）

本帖最后由 dkf5201314 于 2011-7-12 11:40 编辑

ANSYS程序的电磁场分析功能分为低频和高频这两个主要的分析模块，在低频电磁场分析部分，其功能涵盖静态磁场分析、谐波（交流）磁场分析、瞬态磁场分析、静电场分析、电流传导分析、电路分析、场路耦合分析等内容。我们现在需要将有限元单元和电路单元耦合进行静电场分析。具体而言，有一个长方体形状的铜导体，两端施加外界电压，需要仿真计算铜导体的电势分布，为将来的非规则形状的铜导体仿真作铺垫。其电路图如下所示，外加一个直流电压源Vsource以及电阻R1，而铜导体可以看作电阻R2。


http://hiphotos.baidu.com/dkf5201314/pic/item/0c9b1bca61d9017201e928cb.jpg


其思路如下：
1、 选择合适的单元

对于电路单元，需要选择circu124单元，电路元件有三个：

Resistor,independent voltage source以及3D massive conductor(其第一关键选项设置为7)。而对于有限元单元，为能与circu124单元耦合，需要选择solid97单元（对于二维选择plane53）,其第一关键选项设置为4时，表示电路供电块导体。

2、 实现联接

三维块导体的定义和联接时，参考下图及对应的说明：

Create a CIRCU124 massive conductor circuit element for 3-D (KEYOPT(1) = 7).

Create a SOLID97 massive conductor in the finite element model with the appropriate degree of freedom option (KEYOPT(1) = 4). Define the conductor real constants.

Assign the "K" node of the CIRCU124 massive conductor element to any node on one face of the massive conductor region of the finite element model.

Assign the "L" node of the CIRCU124 massive conductor element to any node on the other face of the massive conductor region of the finite element model

Select the nodes of the face containing the "K" node and specify a magnetic circuit interface flag (MCI) value of -1 via the SF command.

Select the nodes of the face containing the "L" node and specify a magnetic circuit interface (MCI) flag value of +1 via the SF command.

Couple node "I" of the CIRCU124 massive conductor element and the face "K" nodes of the massive conductor elements in the VOLT degree of freedom.

Couple the face "L" nodes of the massive conductor elements in the VOLT degree of freedom. (This coupling assumes that the face of the conductor is straight-sided and that the current flows perpendicular to the face.
Couple the nodes of both faces of the massive conductor region in the CURR degree of freedom..



.http://hiphotos.baidu.com/dkf5201314/pic/item/9e78093360f00ee9a61e12dd.jpg )





其中有几点容易忽视的，在k节点所在的耦合面上进行电压耦合时，需要包括电路单元的I节点，而L节点则不能包括J节点。设置耦合以及表面标志过程中一定不能混淆k节点耦合面以及L节点耦合面，因为其中涉及到电流流向。
最终耦合完后图形如下



http://hiphotos.baidu.com/dkf5201314/pic/item/c55728e959c92b8dce1b3eda.jpg




电源电压为12V，因为外界电阻影响，其有限元单元压降差为10.58v，电势分布如下。与理论计算值吻合。



http://hiphotos.baidu.com/dkf5201314/pic/item/5e9f35161efbb563213f2ea5.jpg

稍后整理下命令流。。。

xiaofengfeng 发表于 2012-3-20 02:04:38

顶,楼主还在吗?求资料,谢谢

jinzhb1016 发表于 2012-12-25 15:00:44

楼主，您好，请求电场分析资料..
不甚感激
362347442@qq.com

1060295719 发表于 2013-1-10 10:44:51

求资料1060295719@qq.com，谢谢
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