Maxwell仿真实例
更新时间:2023-03-15 19:53:01 阅读量: 教育文库 文档下载
MAXWELL 3D 12.0
BASIC EXERCISES
1. 静电场问题实例:平板电容器电容计算仿真
平板电容器模型描述:
上下两极板尺寸:25mm×25mm×2mm,材料:pec(理想导体) 介质尺寸:25mm×25mm×1mm,材料:mica(云母介质) 激励:电压源,上极板电压:5V,下极板电压:0V。 要求计算该电容器的电容值
1.建模(Model)
Project > Insert Maxwell 3D Design
File>Save as>Planar Cap(工程命名为“Planar Cap”)
选择求解器类型:Maxwell > Solution Type> Electric> Electrostatic 创建下极板六面体
Draw > Box(创建下极板六面体) 下极板起点:(X,Y,Z)>(0, 0, 0) 坐标偏置:(dX,dY,dZ)>(25, 25,0) 坐标偏置:(dX,dY,dZ)>(0, 0, 2) 将六面体重命名为DownPlate
Assign Material > pec(设置材料为理想导体perfect conductor) 创建上极板六面体
Draw > Box(创建下极板六面体) 上极板起点:(X,Y,Z)>(0, 0, 3) 坐标偏置:(dX,dY,dZ)>(25, 25,0) 坐标偏置:(dX,dY,dZ)>(0, 0, 2) 将六面体重命名为UpPlate
Assign Material > pec(设置材料为理想导体perfect conductor) 创建中间的介质六面体
Draw > Box(创建下极板六面体) 介质板起点:(X,Y,Z)>(0, 0, 2) 坐标偏置:(dX,dY,dZ)>(25, 25,0) 坐标偏置:(dX,dY,dZ)>(0, 0, 1) 将六面体重命名为medium Assign Material > mica(设置材料为云母mica,也可以根据实际情况设置新材料) 创建计算区域(Region) Padding Percentage:0%
忽略电场的边缘效应(fringing effect)
电容器中电场分布的边缘效应
2.设置激励(Assign Excitation)
选中上极板UpPlate,
Maxwell 3D> Excitations > Assign >Voltage > 5V 选中下极板DownPlate,
Maxwell 3D> Excitations > Assign >Voltage > 0V
3.设置计算参数(Assign Executive Parameter)
Maxwell 3D > Parameters > Assign > Matrix > Voltage1, Voltage2 4.设置自适应计算参数(Create Analysis Setup) Maxwell 3D > Analysis Setup > Add Solution Setup 最大迭代次数: Maximum number of passes > 10 误差要求: Percent Error > 1%
每次迭代加密剖分单元比例: Refinement per Pass > 50%
5. Check & Run
6. 查看结果
Maxwell 3D > Reselts > Solution data > Matrix 电容值:31.543pF
2. 恒定电场问题实例:导体中的电流仿真
恒定电场:
导体中,以恒定速度运动的电荷产生的电场称为恒定电场,或恒定电流场(DC conduction) 恒定电场的源:
(1)Voltage Excitation,导体不同面上的电压 (2)Current Excitations,施加在导体表面的电流
(3)Sink(汇),一种吸收电流的设置,确保每个导体流入的电流等于流出的电流。只有在不使用Voltage Excitation时,才用Sink。保证??J?0 DC conduction求解器:
不计算导体外的电场,计算时,不考虑材料的介电常数参数。
例:绘出如下图所示导体结构中的电流流向图
1.建模(Model)
Project > Insert Maxwell 3D Design
File>Save as>Planar Cap(工程命名为“DC Conduction”)
选择求解器类型:Maxwell > Solution Type> Electric> DC Conduction 创建导体Conductor Draw > Box
起点:(X,Y,Z)>(1, -0.6, 0)
坐标偏置:(dX,dY,dZ)>(1, 0.2,0.2) 将六面体重命名为Conductor
Assign Material > Copper(设置材料为铜) 创建另3个并列的导体 Select Conductor
Edit > Duplicate > Along Line(沿线复制) 输入line矢量的第1个点:(0,0,0) 输入line矢量的第2个点:(0,0.4,0) 输入复制总数:4(包括原导体)
创建导体Conductor_4 Draw > Box
起点:(X,Y,Z)>(0.8, -1, 0)
坐标偏置:(dX,dY,dZ)>(0.2, 2.2,0.2) 将六面体重命名为Conductor_4
Assign Material > Copper(设置材料为铜) 创建导体Conductor_5 Draw > Box
起点:(X,Y,Z)>(0.8, -0.4, 0)
坐标偏置:(dX,dY,dZ)>(-1.2, 0.2,0.2) 将六面体重命名为Conductor_5
Assign Material > Copper(设置材料为铜) 创建导体Conductor_6 Select Conductor_5
Edit > Duplicate > Mirror(镜像复制)
输入对称镜像平面法向量在平面中的第1点坐标:(0,0,0) 输入对称镜像平面法向量在平面外的第2点坐标:(0,1,0) 上述设置表示镜像平面为XOZ平面 将六面体重命名为Conductor_6 创建导体Conductor_7 Draw > Box
起点:(X,Y,Z)>(-0.4,0.6,0)
坐标偏置:(dX,dY,dZ)>(-0.4, -1.2,0.2) 将六面体重命名为Conductor_sink
Assign Material > Copper(设置材料为铜) 创建计算区域(Region) Padding Percentage:10%
2.设置激励(Assign Excitation) 按f,将体选择改为面选择 2.1 设置电流注入源 选中如下图所示6个面
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