Maxwell 16.0仿真实例培训大纲
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(静电的)
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(计划,分配) >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 (矩阵)> Voltage1, Voltage2
4.设置自适应计算参数(Create Analysis Setup)
Maxwell 3D > Analysis Setup > Add Solution Setup
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(传导))
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
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(重复)> 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 |