1.训练后处理应用实例

本例中的涡流模型由一个电导率σ=106S/m，长度为100mm，横截面积为10×10m2的导体组成，导体通有幅值为100A、频率为60Hz、初始相位ф=120°的电流。

（一）启动Maxwell并建立电磁分析

1. 在windows系统下执行“开始”→“所有程序”→ANSYS Electromagnetic→ANSYS

Electromagnetic Suite 15.0→Windows 64-bit→Maxwell 3D命令，进入Maxwell软件界面。 2. 选择菜单栏中File→Save命令，将文件保存名为“training_post”

3. 选择菜单栏中Maxwell 3D→Solution Type命令，弹出Solution Type对话框

(1) Magnetic:eddy current (2) 单击OK按钮

4. 依次单击Modeler→Units选项，弹出Set Model Units对话框，将单位设置成m，并单

击OK按钮。 （二）建立模型和设置材料

1. 依次单击Draw→Box命令，创建长方体

在绝对坐标栏中输入：X=-5，Y=-5，Z=0，并按Enter键 在相对坐标栏中输入：dX=5，dY=5，dZ=100，并按Enter键 单击几何实体，左侧弹出属性对话框，重命名为：Cond 材料设置为conductor，电导率为σ=106S/m 2. 依次单击Draw→Box命令，创建长方体

在绝对坐标栏中输入：X=55，Y=-10，Z=40，并按Enter键 在相对坐标栏中输入：dX=75，dY=10，dZ=60，并按Enter键 单击几何实体，左侧弹出属性对话框，重命名为：aux 3. 依次单击Draw→Line

在绝对坐标栏中输入：X=0，Y=0，Z=0，并按Enter键

在相对坐标栏中输入：dX=0，dY=0，dZ=100，并按Enter键 名为line1

4. 依次单击Draw→line，生成长方形

对角点为（20，-20，50）、（-20，20，50），名为line2

5. 依次单击Draw→Region命令，弹出Region对话框，设置如下

?:Pad individual directions

（-100，-100，0）、（200，100，100）

（三）指定边界条件和源

1. 按f键，选择Cond与Region的交界面，依次单击菜单中的Maxwell 3D→Excitations→

Assign→Current命令，在对话框中填入以下内容： (1) Name:SourceIn (2) Value:100 A (3) Palse:120deg (4) 单击OK按钮

2. 按f键，选择Cond与Region的另一个交界面，依次单击菜单中的Maxwell 3D→

Excitations→Assign→Current命令，在对话框中填入以下内容： (5) Name:SourceIn (6) Value:100 A (7) Palse:120deg

(8) 按Swap Direction和OK按钮

（四）设置求解规则

1. 依次选择菜单栏中Maxwell 3D→Analysis Setup→Add Solution Setup命令，此时弹出

Solution Setup对话框，在对话框中设置：

(1) Maximum number of passes（最大迭代次数）：10 (2) Percent Error（误差要求）:1%

(3) Refinement per Pass（每次迭代加密剖分单元比例）:50% (4) Solver>Adaptive Frequency（设置激励源的频率）:60Hz (5) 单击OK按钮。

1. 依次选择菜单栏中的Maxwell 3D→Validation Check命令，此时弹出的对话框中，如果

全部项目都有?说明前处理操作没有问题；如果有?弹出，则需要重新检查模型；如果有！出现，则不会影响计算。

2. 依次选择Maxwell 3D→Analyze All命令，此时程序开始计算。

（五）后处理

依次单击Maxwell 3D>Fields>Calculator命令，弹出Fields Calculator对话框 1) 导体内的功率损耗（体积分）

方法一：

1．选择Input>Quantity>Ohmic Loss

2．选择Input>Geometry选择Volume，在列表中选择Cond，然后单击OK按钮 3．选择Scalar>∫Integrate 4．选择Output>Eval

5．得到Cond计算损耗约为5 方法二：

计算公式为

PCond1?J?J*????Re?dV ??2???Cond1．选择Input>Quantity>J，获得电流密度矢量J；

2．选择Push

3．选择General>Complex：Conj，求J的共轭；

4．选择Vector>Mtal，出现Material Operation窗口； 5．选择Conductivity、Divide；单击OK按钮 6．选择Vector>Dot

7．选择General>Complex：Real；

8．选择Input>Number，设置为Type:Scalar；Value:2；单击OK 9．选择General>/

10．选择Input>Geometry选择Volume，在列表中选择Cond，然后单击OK按钮 11．选择Scalar>∫Integrate 12．选择Output>Eval

13．得到Cond计算损耗约为5 2) 沿着导体路径的电压降（线积分）

计算电压降的实部：

计算公式为

UR??J?Re?dl ??????line11．选择Input>Quantity>J，获得电流密度矢量J；

2．选择Vector>Mtal，出现Material Operation窗口； 3．选择Conductivity、Divide；单击OK按钮 4．选择General>Complex：Real；

5．选择Input>Geometry选择Line，在列表中选择Line1，然后单击OK按钮 6．选择Vector>Tangent 7．选择Scalar>∫Integrate 8．选择Output>Eval

9．得到电压降的实部分量为0.05V 计算电压降的虚部：

计算公式为

UI??J?Im?dl ??????line11．选择Input>Quantity>J，获得电流密度矢量J；

2．选择Vector>Mtal，出现Material Operation窗口； 3．选择Conductivity、Divide；单击OK按钮 4．选择General>Complex：Imag；

5．选择Input>Geometry选择Line，在列表中选择Line1，然后单击OK按钮 6．选择Vector>Tangent 7．选择Scalar>∫Integrate 8．选择Output>Eval

9．得到电压降的实部分量为-0.0866V 理论计算电压降幅值为

3) 安培定律（线积分）

计算磁场强度的实部分量沿着线line2的线积分

1．选择Input>Quantity>H；

2．选择General>Complex：Real；

3．选择Input>Geometry选择Line，在列表中选择Line2，然后单击OK按钮 4．选择Vector>Tangent 5．选择Scalar>∫Integrate 6．选择Output>Eval 7．出现86.58A

实际电流的实部是100×sin120=86.58A

U?UR?UI?0.1V

22计算磁场强度的虚部分量沿着线line2的线积分

1．选择Input>Quantity>H；

2．选择General>Complex：Imag；

3．选择Input>Geometry选择Line，在列表中选择Line2，然后单击OK按钮 4．选择Vector>Tangent 5．选择Scalar>∫Integrate 6．选择Output>Eval 7．出现-49.98A

实际电流的虚部是100×cos120=50A 计算相位

1．选择Exch和Rlup操作，确认计算器顶部为-49.98A，接下来是86.58A 2．选择Trig|Atan2，得到相位为120.000 4) 计算磁通密度散度（体积分）

计算磁通密度的实部分量散度在aux上的体积分

1．选择Input>Quantity>B；

2．选择General>Complex：Real； 3．选择Vector>Divg

4．选择Input>Geometry选择Volume，在列表中选择aux，然后单击OK按钮 5．选择Scalar>∫Integrate 6．选择Output>Eval 7．出现-9.68×10-10A 计算磁通密度的虚部分量散度在aux上的体积分

1．选择Input>Quantity>B；

2．选择General>Complex：Imag； 3．选择Vector>Divg

4．选择Input>Geometry选择Volume，在列表中选择aux，然后单击OK按钮 5．选择Scalar>∫Integrate 6．选择Output>Eval 7．出现1.68×10-9A 5) 磁通量的计算（面积分）

磁通量实部的计算

1．选择Input>Quantity>B 2．选择Vector:Scal?>Scalar Y

3．选择General>Complex：Real；

4．选择Input>Geometry选择Volume，在列表中选择aux，然后单击OK按钮 5．General>Domain

6．选择Input>Geometry选择Surface，在列表中选择XZ，然后单击OK按钮 7．选择Scalar>∫Integrate 8．选择Output>Eval 9．出现5.06×10-8Wb 磁通量实部的计算

1．选择Input>Quantity>B 2．选择Vector:Scal?>Scalar Y

3．选择General>Complex：Imag；

4．选择Input>Geometry选择Volume，在列表中选择aux，然后单击OK按钮 5．General>Domain

6．选择Input>Geometry选择Surface，在列表中选择XZ，然后单击OK按钮 7．选择Scalar>∫Integrate 8．选择Output>Eval 9．出现-8.76×10-8Wb

磁通量的幅度为1.01×10-7Wb，进而可以获得导体与积分表面边界构成的矩形环之间的互感为

Lmutual?在环内感应电压的幅度为

?magI?1.01?10?9H

Vinduced?2?fLmutualI?3.81?10?5V

6) 计算总电阻损耗（体积分）

----Maxwell_v16_3D_WS02_BasicEddyCurrentAnalysis

1．选择Input>Quantity>Ohmic Loss

2．选择Input>Geometry选择Volume，在列表中选择Disk，然后单击OK按钮 3．选择Scalar>∫Integrate 4．选择Output>Eval

5．得到Disk计算损耗约为270.38W 7) 计算磁通量

----06_1_maxwell_eddycurrent_Asymmetric_Conductor

Bz_real

1．选择Input>Quantity>B 2．选择Vector:Scal?>Scalar Z

3．选择General>Complex：Real； 4．选择General>Smooth

注意:在特斯拉(Tesla)的单位中，流量密度将默认显示。如果您希望看到高斯单位的结果执行步骤5和步骤6，否则跳到第7步

5．选择Input>Number，设置为Type:Scalar；Value:10000；单击OK 6．General>*

7．选择Add和指定名称为Bz_real Bz_imag

8．选择Input>Quantity>B 9．选择Vector:Scal?>Scalar Z

10．选择General>Complex：Imag； 11．选择General>Smooth