ANSYS 電磁學有限元分析從入門到精通 (2020版)

胡仁喜 康士廷

ANSYS 電磁學有限元分析從入門到精通 (2020版)

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商品描述

本書以ANSYS 2020 R2為平台，介紹了目前工程中普遍面臨的各類電磁場分析問題，
並通過豐富的實例詳細介紹了利用ANSYS有限元軟件求解電磁場分析問題的方法。
書中從實際應用出發，結合編者使用該軟件的經驗，
對實例部分的操作過程和步驟採用GUI方式逐步進行了講解。
為了幫助讀者熟悉ANSYS的相關操作命令，在每個實例的後面均列出了分析過程的命令流文件。
本書共11章，
第1章對ANSYS電磁場有限元分析進行了簡要敘述，並介紹了後續章節常用的電磁宏和遠場單元內容；
第2～4章介紹了二維靜態磁場、諧波磁場、瞬態磁場分析；
第5～8章分別使用標量法、棱邊單元法對三維靜態磁場、諧波磁場、瞬態磁場分析進行了介紹；
第9章介紹了穩態電流傳導分析；
第10章對靜電場h方法分析進行了介紹；第11章介紹了電路分析的內容。
本書可作為高校工科高年級本科生和研究生的自學教材，
也可以作為電磁學工程設計和研究人員的參考工具書。

目錄大綱

前言
第1章  電磁場有限元分析概述1
1.1 電磁場基本理論2
1.1.1 麥克斯韋方程2
1.1.2 一般形式的電磁場微分方程3
1.1.3 電磁場中常見邊界條件3
1.2 ANSYS電磁場分析對象4
1.3 標量位、矢量位、棱邊單元法的比較5
1.3.1 標量位法5
1.3.2 矢量位法5
1.3.3 棱邊單元法5
1.4 電磁場單元概述6
1.5 電磁宏7
1.5.1 電磁宏使用範圍7
1.5.2 電磁宏分類7
1.6 遠場單元及遠場單元的使用12
1.6.1 遠場單元12
1.6.2 使用遠場單元的注意事項13

第2章  二維靜態磁場分析15
2.1 二維靜態磁場分析中要用到的單元16
2.2 靜態磁場分析的步驟16
2.2.1 創建物理環境17
2.2.2 建立模型、指定特性、劃分網格25
2.2.3 施加邊界條件和載荷25
2.2.4 求解27
2.2.5 後處理（查看計算結果）29
2.3 實例1——二維螺線管制動器內靜態磁場的分析32
2.3.1 問題描述33
2.3.2 GUI操作方法34
2.3.3 命令流實現47
2.4 實例2——載流導體的電磁力分析49
2.4.1 問題描述49
2.4.2 GUI操作方法50
2.4.3 命令流實現65

第3章  二維諧波磁場分析69
3.1 二維諧波磁場分析中要用到的單元70
3.2 二維諧波磁場分析的步驟71
3.2.1 創建物理環境71
3.2.2 建立模型，賦予特性，劃分網格74
3.2.3 加邊界條件和勵磁載荷75
3.2.4 求解77
3.2.5 觀察結果79
3.3 實例1——二維自由空間線圈的諧波磁場的分析82
3.3.1 問題描述82
3.3.2 GUI操作方法82
3.3.3 命令流實現96
3.4 實例2——二維非線性諧波分析99
3.4.1 問題描述99
3.4.2 GUI操作方法99
3.4.3 命令流實現110

第4章  二維瞬態磁場分析113
4.1 二維瞬態磁場分析中要用到的單元114
4.2 二維瞬態磁場分析的步驟114
4.2.1 創建物理環境114
4.2.2 建立模型、賦予屬性、劃分網格114
4.2.3 施加邊界條件和勵磁載荷115
4.2.4 求解116
4.2.5 觀察結果119
4.3 實例1——二維螺線管制動器內瞬態磁場的分析121
4.3.1 問題描述121
4.3.2 GUI操作方法123
4.3.3 命令流實現138
4.4 實例2——帶縫導體瞬態分析141
4.4.1 問題描述141
4.4.2 GUI操作方法142
4.4.3 命令流實現159

第5章  三維靜態磁場標量法分析163
5.1 三維靜態磁場標量法分析中要用到的單元164
5.2 用標量法進行三維靜態磁分析的步驟165
5.2.1 創建物理環境165
5.2.2 建立模型166
5.2.3 施加邊界條件和勵磁載荷168
5.2.4 求解169
5.2.5 觀察結果（RSP、DSP或GSP方法分析）171
5.3 實例1——帶空氣隙的永磁體171
5.3.1 問題描述172
5.3.2 GUI操作方法173
5.3.3 命令流實現187
5.4 實例2——三維螺線管靜態磁分析189
5.4.1 問題描述189
5.4.2 GUI操作方法191
5.4.3 命令流實現205

第6章  三維靜態磁場棱邊單元法分析209
6.1 棱邊單元法中用到的單元210
6.2 用棱邊單元法進行靜態分析的步驟211
6.2.1 創建物理環境、建模分網、加邊界條件和載荷211
6.2.2 求解211
6.2.3 後處理212
6.3 實例——計算電動機溝槽中的靜態磁場分佈213
6.3.1 問題描述213
6.3.2 GUI操作方法214
6.3.3 命令流實現227

第7章  三維諧波磁場棱邊單元法分析230
7.1 棱邊單元法中用到的單元231
7.2 用棱邊單元法進行諧波磁場分析的步驟232
7.2.1 創建物理環境、建模分網、加邊界條件和載荷232
7.2.2 求解234
7.2.3 後處理234
7.3 實例——用棱邊單元法計算電動機溝槽中諧波磁場分佈238
7.3.1 問題描述238
7.3.2 GUI操作方法239
7.3.3 命令流實現249

第8章  三維瞬態磁場棱邊單元法分析251
8.1 棱邊單元法中用到的單元252
8.2用棱邊單元法進行三維瞬態磁場分析的步驟252
8.2.1 創建物理環境、建模分網、加邊界條件和載荷252
8.2.2 求解253
8.2.3 後處理256
8.3 實例——用棱邊單元法計算電動機溝槽中瞬態磁場分佈258
8.3.1 問題描述258
8.3.2 GUI操作方法259
8.3.3 命令流實現271

第9章  穩態電流傳導分析273
9.1 電場分析要用到的單元274
9.2 穩態電流傳導分析的步驟277
9.2.1 建立模型277
9.2.2 加載並求解277
9.2.3 觀看結果279
9.3 實例1——正方形電流環中的磁場280
9.3.1 問題描述280
9.3.2 GUI操作方法281
9.3.3 命令流實現289
9.4 實例2——三側向測井儀器的電場分析（命令流）291
9.4.1 問題描述291
9.4.2 命令流實現294

第10章  靜電場h方法分析306
10.1靜電場h方法分析中用到的單元307
10.2 用h方法進行靜電場分析的步驟307
10.2.1 建模307
10.2.2 加載和求解308
10.2.3 觀察結果310
10.3 多導體系統求解電容311
10.3.1 對地電容和集總電容311
10.3.2 步驟312
10.4 實例1——屏蔽微帶傳輸線的靜電分析314
10.4.1 問題描述314
10.4.2 GUI操作方法314
10.4.3 命令流實現325
10.5 實例2——電容計算實例327
10.5.1 問題描述327
10.5.2 GUI操作方法327
10.5.3 命令流實現338

第11章  電路分析340
11.1 電路分析中要用到的單元341
11.1.1 使用CIRCU124單元341
11.1.2 使用CIRCU125單元343
11.2 使用電路建模程序343
11.2.1 建立電路344
11.2.2 避免電路不合理345
11.3 電路分析的步驟347
11.3.1 靜態電路分析347
11.3.2 諧波電路分析349
11.3.3 瞬態電路分析350
11.4 實例1——節點電壓分析354
11.4.1 問題描述354
11.4.2 GUI操作方法355
11.4.3 命令流實現363
11.5 實例2——半波整流分析364
11.5.1 問題描述364
11.5.2 GUI操作方法364
11.5.3 命令流實現376

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