ANSYS实例导体球周围的电场分布Word格式.docx
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该部分是由小组成员刘德华同学完成。
操作包括8个部分,如下见图a
图a
首先,导入外部模型。
选择File→→Import→→IGES.出现的选项框中,MERGEMergecoincidentkeypts项选择为NO,即把现存YES项勾去即可。
点击OK,出现新的框框,点击【浏览】,找到所需文件model.igs后,点击【打开】,点击OK.最后点击Close,关闭框框。
操作结果如下,见图b
图b
然后,整合模型。
选择左边框框中Preprocessor→→Numberingctrls→→MergeItems.出现新的框框,顶格第一项LabelTypeofItemtobemerge定义为all,点击ok。
然后【Numberingctrls】选项中选择CompressNumbers,在新的框框中选择all,点击ok。
建立体。
点击左边框框大选项Modeling→→Create→→Volumes→→Arbitrary→→Byareas。
出现新的框框,鼠标杠杠变成一个箭头,先指着其中一个球,中间点一下,再上面点一下,期间颜色变换两次,点击ok。
点击Byareas,再对另外一个球重复此操作,点击OK。
建立体结束,可以查看一下。
选择上边大选项,plot→→Volumes,建立两个体。
使用Ansys的自身建模方式,来建立周围环境的模型。
平移工作平面。
点击上面的大选项Workplane→→OffsetWPbyIncrements,右边出现新的框框。
在【X,Y,ZOffsets】标题下的框框中输入【0.0.-10】,此操作即为【Z方向平移-10】。
点击OK。
操作结果如下,见图c
图c
然后,再次建立体。
Modeling→→Create→→Volumes→→Block→→ByCenter,Cornr,Z.出现新的框框,在宽、高、深选项中都输入【20】。
恢复工作平面。
点击上面大选项Workplane→→AlignWPwith→→GlobalCartesian。
最后,采用Bool操作,重合所有的体。
点击左边大选项Modeling→→Operate→→Booleans→→Overlap→→Volumes,出现新的框框,点击左下角的【pickall】。
定义模型的单元。
点击左边大选项Preprocessor→→ElementType→→Add/Edit/Delete,出现新的框框。
点击Add,增加,先增加3012单元,左上方(还算比较大的)框框选择Electrostatic,右上方(还算比较大的)框框选择3DBrick122,点击OK。
然后再点击add,增加,左上方(还算比较大的)框框选择InfiniteBoundary,右上方(还算比较大的)框框选择,2DInfQuad110,点击OK。
剩下的框框,点击close关闭。
定义材料属性。
点击左边大选项Preprocessor→→MaterialProperties→→MaterialModels,出现新的框框。
选择右边框框中的Electromagnetics→→RelativePermittivity→→Constant.出现新的框框,在PERX定义的选项框框中,填入1,点击OK。
关闭之前出现的框框。
操作结果如下,见图d、图e
图d
图e
本例介绍的是带电导体球周围的电场分布。
两个带电导体球分别半径为2,相距为10,电压分别为-5V和+5V,求解导体球周围的电场分布。
前面第一部分的主要操作为:
接下来的操作包括有6个部分,是由身为另一小组成员的我来完成并进行分析。
操作步骤流程如下,见图1
图1
首先,关联材料属性。
点击左边大选项Preprocessor→→Meshing→→MeshAttributes→→Pickedvolumes.出现新的框框,在框框中下方的空白格中输入4,此操作为【选择体4】。
点击OK,出现新的框框,点击OK。
{Preprocessor→→Meshing→→MeshAttributes→→}PickedAreas,选择面5到10.出现新的框框,点击【Min,Max,Inc],在其下面的空白格中填入【5,10】,点击OK,出现新的框框,定义单元类型,选择TYPEElementtypenumber→→2INFIN110,点击OK。
其操作步骤的作用为:
在相关操作已完成的基础上(如建立体等),点击相应选项,输入相应数字,选择体,相对应的定义单元类型,为接下来的网格划分控制作好准备。
尤其需要注意的是,当选择多个体时,要定义好最小值、最大值和临界值,否则将导致操作出现错误。
部分操作如下,见图2、图3
图2
图3
然后,进行网格划分控制。
点击{Preprocessor→→Meshing→→}SizeCntrls→→SmartSize→→AdvOpts,出现新的框框,不修改默认设置,点击OK。
左上角出现长条框框,点击close。
点击MeshTool进行网格划分。
右边出现大框框,点击左下方Mesh,左边出现大框框,在空白格中输入4,点击OK。
网格划分结束。
操作结果如下,见图4
图4
然后,设置电压。
Preprocessor→→Loads→→DefineLoads→→Apply→→Electric→→Boundary→→Voltage→→OnAreas.出现新的框框,在其间的空白格中输入【1,2】,点击OK,出现新的框框,在其间空白格中输入【5】,点击Apply。
再在左边框框空白格中输入【3,4】,点击OK,再在新出现的框框空白格中输入【-5】,点击OK。
进行求解。
点击选择左边大选项中Solution→→Solve→→CurrentLS,出现新的框框,点击OK,开始求解。
求解结束,左上方出现框框,点击close,关闭。
求解结果如下,见图5
图5
然后,设置一下。
选择上方大选项,PlotCtrls→→Style→→Edgeoptions,出现新的框框,框框中其中一项选择Edgeonly/all,点击OK。
进入一般划分处理器。
点击左边大选项,GeneralPostProc→→PlotResults→→Vectorplot→→Userdefined.出现新的框框,最上面一个空表格输入【ef】,下面倒数第二个选择定义为VectorMode,点击OK。
电场分布出现。
电场分布结果如下,见图6
图6
最后,还可以创建一个面来观察这个面上的电场分布。
首先,选择点击上方的大选项,WorkPlane→→OffsetWPbyIncrements,右边出现新的框框,在【XY,YZ,ZXAngels】定义的空格中输入【0.0.90】,此操作为【沿Z方向旋转90度】,点击OK。
然后,在左边的大选项中点击选择,GeneralPostProc→→SurfaceOperations→→CreateSurface→→OnCuttingPlane,出现新的框框。
在name长条定的空白格中输入【elecef】,点击OK。
然后,选择SelectSurfaces,出现新的框框,点击OK。
然后,映射。
选择MapResults,出现新的框框,在其间上面的小空白格中输入【elecef】,在下面的格子中选择DOFSolution→→ElectricalPotential,点击OK。
然后,点击选择plotresults,出现新的框框,选择elecef,下面的也是选择它,点击OK。
显示电压分布情况。
结束。
平面显示电压分布情况如下,见图7
图7