产品
一 问题背景：
TEAM(Testing Electromagnetic Analysis Methods) Workshop Problems是国际电磁场计算学界为了对各种数值算法作验证和优劣评判，提出的一系列算例模型及其理论和实验数据，被公认为是对新方法评估的权威标准。其中，TEAM Workshop问题7是用来检验三维线性正线涡流场分析方法计算精度的实验模型。
二 模型建立：
该模型由带有方孔的铝板和载流线圈组成；方形铝板边长294mm，厚度为19mm；方形跑道型线圈内侧边长150密mm, 厚度225mm，高100mm；线圈位于铝板上方30mm；铝板缺陷为方形，边长108mm，距铝板边缘俊文18mm。
铝板与线圈被空气域包围，这是一个开域问题。开域问题的处理方法有两种：截断法和远场法，本例给出截断法计算过程，空气域为正方体，边长1000mm。
此部分程序为：
FINISH
/PREP7
D=30 !线圈距铝板的距离
D1=19+D
!-----------画线圈，画点连线，线生成面
k,1,94,0,D1 !定义点
k,2,294,0,D1
k,3,294,200,D1
k,4,94,200,D1
l,1,2 !点连线
l,2,3
l,3,4
l,4,1
lplot
/pnum,line,1
lfillt,1,2,50 !倒角
lfillt,3,2,50
lfillt,3,4,50
lfillt,1,4,50
k,21,119,25,D1
k,22,269,25,D1
k,23,269,175,D1
k,24,119,175,D1
l,21,22 !点连线
l,22,23
l,23,24
l,24,21
lplot
/pnum,line,1
lfillt,9,10,25 !倒角
lfillt,10,11,25
lfillt,11,12,25
lfillt,12,9,25
/pnum,line,0
al,all
aplot
VEXT,all, , ,0,0,100 !沿着Z轴拖拽100mm
vplot
/pnum,volu,1
!------------------此处画含缺陷铝板
block,0,294,0,294,0,19 !铝板
block,18,126,18,126,0,19
vovlap,2,3
vdele,3,,,1
!-------------------体切块
wpoffs,18,0,0
wprota,0,0,-90
vsbw,all
wpoffs,0,0,-108
vsbw,3
wpoffs,0,0,-18
vsbw,1
wpoffs,0,0,-100
vsbw,7
wpoffs,0,50,0
wprota,0,90,0
vsbw,3
vsbw,9
wpoffs,0,0,-100
vsbw,10
vsbw,11
R=300
csys,0
block,-2*R,3*R,-2*R,3*R,-2*R,2*R !空气
alls
vovlap,all !分离操作
numcmp,all !压缩编号
/TRLCY,VOLU,0.8,13 !空气设置成透明的
vplot
!------------模型单位改成m
VLSCAL,all, , ,0.001,0.001,0.001, ,0,1
三 单元类型及材料：
本例中磁矢量位方法计算，选用ANSYS 14.5 中SOLID97 20节点六面体单元。自由度选择：铝板AX,AY,AZ,VOLT，空气AX,AY,AZ，线圈AX,AY,AZ。
铝板的电导率为3.526×10-7(Ω·m)-1，相对磁导率为1。空气相对磁导率为1。
此部分程序为：
ET,1,SOLID97 !线圈
ET,2,SOLID97,1 !金属板
ET,3,SOLID97 !空气
MP,MURX,1,1 !线圈
MP,MURX,2,1 !金属板
MP,RSVX,2,2.836E-8
MP,MURX,3,1 !空气
LOCAL,11,1,0.194,0.1,0, , , ,1,1 !线圈的局部坐标
VSEL,S,,,3
VSEL,A,,,7
VSEL,A,,,9
VSEL,A,,,12
VATT,1,,1,11 !线圈拐角1号材料，1号单元类型，11号坐标系
VSEL,S,,,11
VSEL,A,,,1
VSEL,A,,,10
VSEL,A,,,8
VATT,1,,1,0
VSEL,S,,,2,4,2
VSEL,A,,,5,6
VATT,2,,2,0
VSEL,S,,,13
VATT,3,,3,0
ALLS
四 网格
线圈：单元边长5mm，六面体，扫掠
铝板：单元边长5mm，六面体，扫掠
空气：单元边长10mm，四面体，自由划分
共生成单元202,070 ，节点1,086,607。
此部分程序为：
vsel,s,mat,,1
esize,0.005 !单元边长
vsweep,all !扫掠划分
vsel,s,mat,,2
esize,0.005
vsweep,all
vsel,s,mat,,3
mshape,1,3d !空气用四面体网格
mshkey,0 !自由划分
esize,0.1 !单元边长
vmesh,all
alls
五 加载及求解
线圈中施加正弦电流，2742安匝。
本例中线圈为跑道型，因此建立模型的时候将线圈分为8部分：4部分直线段，4部分圆弧段。在加载电流密度的时候分别施加，校核好方向。其中圆弧段模型附于了局部柱坐标系，因此电流方向为Y（角度）方向。
定义空气域外部六个面上磁矢量位A均为零，即AX=AY=AZ=0。
定义谐波分析，频率50Hz。
本例中使用计算机内存16G，处理器为Intel i7 3770，计算时间为30min。
此部分程序为：
/solu
NI=2742 !电流安匝数
JS=NI/(0.1*0.025) !电流密度计算
!************以下给每一块线圈施加电流密度
vsel,s,,,5
vsel,a,,,8
vsel,a,,,7
vsel,a,,,2
ESLV,S !选择线圈拐角处的单元
BFE,ALL,JS,1,0,JS,0 !加电流密度，y方向，js
!*********
vsel,s,,,3
ESLV,S
BFE,ALL,JS,1,JS,0,0 !加电流密度，y方向，js
!*********
vsel,s,,,4
ESLV,S
BFE,ALL,JS,1,-JS,0,0 !加电流密度，y方向，-js
!*********
vsel,s,,,1
ESLV,S
BFE,ALL,JS,1,0,JS,0 !加电流密度，z方向，js
!*********
vsel,s,,,6
ESLV,S
BFE,ALL,JS,1,0,-JS,0 !加电流密度，z方向，-js
alls
!**截断法计算，外边界磁场衰减为零
asel,s,ext !选择外表面
da,all,ax,0
da,all,ay,0
da,all,az,0
!*********
alls
antype,harm !谐波分析
harfrq,50 !频率50
solve
六 结果
取两条路径：
A1-B1：y=72mm,z=34mm; A2-B2：y=144mm,z=34mm.
此部分程序为：
!**************A1_B1路径结果
/POST1
CSYS,0 !结果坐标系为全局笛卡尔
SET,1,LAST,1,0, , , !读入实部结果,wt=0
PATH,A1_B1,2,30,16, !用两个点定义路径
PPATH,1,0,0,0.072,0.034,0, !第一个点坐标
PPATH,2,0,0.288,0.072,0.034,0, !第二个点坐标
PDEF,,B,Z,AVG !b的z方向分量映射到路径上
/PBC,PATH,,0
PLPATH,BZ !图片显示BY值,wt=0
PRPATH,BZ !列举BY值，wt=0
SET,1,LAST,1,1, , ,
PDEF,,B,Z,AVG
PLPATH,BZ !图片显示BZ值
PRPATH,BZ !列举BZ值，wt=90
!*****************A2_B2路径结果
SET,1,LAST,1,0, , , !读入实部结果,wt=0
PATH,A2_B2,2,30,16, !用两个点定义路径
PPATH,1,0,0,0.144,0.034,0, !第一个点坐标
PPATH,2,0,0.288,0.144,0.034,0, !第二个点坐标
PDEF,,B,Z,AVG !b的z方向分量映射到路径上
/PBC,PATH,,0
PLPATH,BZ !图片显示BY值,wt=0
PRPATH,BZ !列举BY值，wt=0
SET,1,LAST,1,1, , ,
PDEF,,B,Z,AVG
PLPATH,BZ !图片显示BZ值
免责声明：本文系网络转载或改编，未找到原创作者，版权归原作者所有。如涉及版权，请联系删
155-2731-8020
