Ansys Maxwell 2023R1新功能体验报告

气隙网格的角度映射

首先来看看什么是气隙网格的角度映射。在2023R1之前的版本，不管你创建二维旋转运动分析还是创建一个三维旋转运动分析，软件都会自动增加一个网格设置选项，叫CylindralGap。

但是，在二维瞬态分析中，双击打开这个选项会发现，什么都无法定义。

但是如果打开三维运动分析中的这个选项，就可以看到这样的一个界面。

如果选中了界面中Clone Mesh功能，下面就会多出两个选项，分别是Mapping Angle 和Numbers of Layers。这两个功能分别用来定义气隙在旋转方向上的网格映射角度和径向的网格层数。而这次的新功能，要体验的就是这个Mapping Angle。

什么是Mapping Angle

进行网格划分时，运动物体与静止物体之间的界面处容易因为网格节点干涉而导致报错。而使用了Mapping Mesh功能就可以通过时间步长进行调整动静交界面的网格。调整后，使每个时间步长的旋转角度等于每个网格段在旋转方向上跨越的角度，这样，Band域的网格将在每个时间步长上都与的静止区域上的网格相匹配。不仅可以避免报错、减少网格带来的误差、也降低了扭矩的波动，提高了模拟精度。

比如这样的个电机，如果我激活了Clone Mesh，同时定义Mapping Angle是1度，动、静侧各有三层网格。就会得到这样的网格结果，band域边界的网格是这样的。

可以看出来每个网格的跨度是一致的，都是刚才定义的1度，而且边界两侧都均匀分布着3层网格。

官方推荐的映射角度是：

推荐的Band映射角度通常等于转速乘以时间步长。例如，如果转速是每秒1.5度，时间步长是2秒，那么Band映射角度应该是1.5 x 2 = 3度。
接下来再来看看新增的二维角度映射的定义。

二维分析中，这是一个测试功能，所以首先需要手动激活测试项。

激活的办法是：

• 打开 Options设置界面
• 在General-Desktop Configuration窗口下，点击最下方的Beta Options
• 找到Maxwell 2D Band Mapping Angle，并勾选中
• 重启软件

激活办法

这样，再次打开一个二维运动分析的CylindralGap时，就可以看到，已经新增了一个设置映射角度的选项。

应用这个功能后，网格的特点是：

• Band两侧将创建额外的层。
• 为了消除噪音，三角形的方向在band边界的每一边都是完全相同的。
• 分层式的结构将延伸到移动和静态区域。
• 随着距离band边界越来越远，网格密度将平滑地从细到粗过渡。

使用注意事项：

• 这种特性仅限于带有Cylindrical Gap网格操作的 Maxwell 2D 瞬态模型。
• Band需要画成圆形或者扇形，也就是segments=0
• 映射角度的设置要与瞬态计算的时间步长相匹配
• 如果结构中存在不对称的结构，克隆网格可能无法支持，软件会自动忽略。
• 不支持 Eccentricity（偏心）。

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