《ANSYS电磁学有限元分析从入门到精通（2020版）》- 正版书

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《ANSYS电磁学有限元分析从入门到精通（2020版）》

一、内容简介：

本书以ANSYS 2020 R2为平台，介绍了目前工程中普遍面临的各类电磁场分析问题，并通过丰富的实例详细介绍了利用ANSYS有限元软件求解电磁场分析问题的方法。书中从实际应用出发，结合编者使用该软件的经验，对实例部分的操作过程和步骤采用GUI方式逐步进行了讲解。为了帮助读者熟悉ANSYS的相关操作命令，在每个实例的后面均列出了分析过程的命令流文件。本书共11章，第1章对ANSYS电磁场有限元分析进行了简要叙述，并介绍了后续章节常用的电磁宏和远场单元内容；第2～4章介绍了二维静态磁场、谐波磁场、瞬态磁场分析；第5～8章分别使用标量法、棱边单元法对三维静态磁场、谐波磁场、瞬态磁场分析进行了介绍；第9章介绍了稳态电流传导分析；第10章对静电场h方法分析进行了介绍；第11章介绍了电路分析的内容。本书可作为高校工科高年级本科生和研究生的自学教材，也可以作为电磁学工程设计和研究人员的参考工具书。ANSYS软件是美国ANSYS公司研制的大型通用有限元分析(FEA)软件。作为一款CAE软件，它能够进行结构、热、声、流体以及电磁场等方面的研究，在核工业、铁道、石油化工、航空航天、机械制造、能源、交通、国防军工、电子、土木工程、造船、生物医药、轻工、地矿、水利、日用家电等领域有着广泛的应用。ANSYS的功能强大，操作简单方便，现在它已成为国际上较为流行的有限元分析软件。目前，中国100多所理工院校都采用ANSYS软件进行有限元分析或者作为标准教学软件。本书以ANSYS 2020 R2为平台，介绍了目前工程中普遍面临的各类电磁场分析问题，并通过丰富的实例详细介绍了利用ANSYS有限元软件求解电磁场分析问题的方法。书中从实际应用出发，结合编者使用该软件的经验，对实例部分的操作过程和步骤采用GUI方式逐步进行了讲解。为了帮助读者熟悉ANSYS的相关操作命令，在每个实例的后面均列出了分析过程的命令流文件。

二、课程目录：

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前言
第1章  电磁场有限元分析概述1
1.1 电磁场基本理论2
1.1.1 麦克斯韦方程2
1.1.2 一般形式的电磁场微分方程3
1.1.3 电磁场中常见边界条件3
1.2 ANSYS电磁场分析对象4
1.3 标量位、矢量位、棱边单元法的比较5
1.3.1 标量位法5
1.3.2 矢量位法5
1.3.3 棱边单元法5
1.4 电磁场单元概述6
1.5 电磁宏7
1.5.1 电磁宏使用范围7
1.5.2 电磁宏分类7
1.6 远场单元及远场单元的使用12
1.6.1 远场单元12
1.6.2 使用远场单元的注意事项13
第2章  二维静态磁场分析15
2.1 二维静态磁场分析中要用到的单元16
2.2 静态磁场分析的步骤16
2.2.1 创建物理环境17
2.2.2 建立模型、指定特性、划分网格25
2.2.3 施加边界条件和载荷25
2.2.4 求解27
2.2.5 后处理（查看计算结果）29
2.3 实例1——二维螺线管制动器内静态磁场的分析32
2.3.1 问题描述33
2.3.2 GUI操作方法34
2.3.3 命令流实现47
2.4 实例2——载流导体的电磁力分析49
2.4.1 问题描述49
2.4.2 GUI操作方法50
2.4.3 命令流实现65
第3章  二维谐波磁场分析69
3.1 二维谐波磁场分析中要用到的单元70
3.2 二维谐波磁场分析的步骤71
3.2.1 创建物理环境71
3.2.2 建立模型，赋予特性，划分网格74
3.2.3 加边界条件和励磁载荷75
3.2.4 求解77
3.2.5 观察结果79
3.3 实例1——二维自由空间线圈的谐波磁场的分析82
3.3.1 问题描述82
3.3.2 GUI操作方法82
3.3.3 命令流实现96
3.4 实例2——二维非线性谐波分析99
3.4.1 问题描述99
3.4.2 GUI操作方法99
3.4.3 命令流实现110
第4章  二维瞬态磁场分析113
4.1 二维瞬态磁场分析中要用到的单元114
4.2 二维瞬态磁场分析的步骤114
4.2.1 创建物理环境114
4.2.2 建立模型、赋予属性、划分网格114
4.2.3 施加边界条件和励磁载荷115
4.2.4 求解116
4.2.5 观察结果119
4.3 实例1——二维螺线管制动器内瞬态磁场的分析121
4.3.1 问题描述121
4.3.2 GUI操作方法123
4.3.3 命令流实现138
4.4 实例2——带缝导体瞬态分析141
4.4.1 问题描述141
4.4.2 GUI操作方法142
4.4.3 命令流实现159
第5章  三维静态磁场标量法分析163
5.1 三维静态磁场标量法分析中要用到的单元164
5.2 用标量法进行三维静态磁分析的步骤165
5.2.1 创建物理环境165
5.2.2 建立模型166
5.2.3 施加边界条件和励磁载荷168
5.2.4 求解169
5.2.5 观察结果（RSP、DSP或GSP方法分析）171
5.3 实例1——带空气隙的永磁体171
5.3.1 问题描述172
5.3.2 GUI操作方法173
5.3.3 命令流实现187
5.4 实例2——三维螺线管静态磁分析189
5.4.1 问题描述189
5.4.2 GUI操作方法191
5.4.3 命令流实现205
第6章  三维静态磁场棱边单元法分析209
6.1 棱边单元法中用到的单元210
6.2 用棱边单元法进行静态分析的步骤211
6.2.1 创建物理环境、建模分网、加边界条件和载荷211
6.2.2 求解211
6.2.3 后处理212
6.3 实例——计算电动机沟槽中的静态磁场分布213
6.3.1 问题描述213
6.3.2 GUI操作方法214
6.3.3 命令流实现227
第7章  三维谐波磁场棱边单元法分析230
7.1 棱边单元法中用到的单元231
7.2 用棱边单元法进行谐波磁场分析的步骤232
7.2.1 创建物理环境、建模分网、加边界条件和载荷232
7.2.2 求解234
7.2.3 后处理234
7.3 实例——用棱边单元法计算电动机沟槽中谐波磁场分布238
7.3.1 问题描述238
7.3.2 GUI操作方法239
7.3.3 命令流实现249
第8章  三维瞬态磁场棱边单元法分析251
8.1 棱边单元法中用到的单元252
8.2用棱边单元法进行三维瞬态磁场分析的步骤252
8.2.1 创建物理环境、建模分网、加边界条件和载荷252
8.2.2 求解253
8.2.3 后处理256
8.3 实例——用棱边单元法计算电动机沟槽中瞬态磁场分布258
8.3.1 问题描述258
8.3.2 GUI操作方法259
8.3.3 命令流实现271
第9章  稳态电流传导分析273
9.1 电场分析要用到的单元274
9.2 稳态电流传导分析的步骤277
9.2.1 建立模型277
9.2.2 加载并求解277
9.2.3 观看结果279
9.3 实例1——正方形电流环中的磁场280
9.3.1 问题描述280
9.3.2 GUI操作方法281
9.3.3 命令流实现289
9.4 实例2——三侧向测井仪器的电场分析（命令流）291
9.4.1 问题描述291
9.4.2 命令流实现294
第10章  静电场h方法分析306
10.1静电场h方法分析中用到的单元307
10.2 用h方法进行静电场分析的步骤307
10.2.1 建模307
10.2.2 加载和求解308
10.2.3 观察结果310
10.3 多导体系统求解电容311
10.3.1 对地电容和集总电容311
10.3.2 步骤312
10.4 实例1——屏蔽微带传输线的静电分析314
10.4.1 问题描述314
10.4.2 GUI操作方法314
10.4.3 命令流实现325
10.5 实例2——电容计算实例327
10.5.1 问题描述327
10.5.2 GUI操作方法327
10.5.3 命令流实现338
第11章  电路分析340
11.1 电路分析中要用到的单元341
11.1.1 使用CIRCU124单元341
11.1.2 使用CIRCU125单元343
11.2 使用电路建模程序343
11.2.1 建立电路344
11.2.2 避免电路不合理345
11.3 电路分析的步骤347
11.3.1 静态电路分析347
11.3.2 谐波电路分析349
11.3.3 瞬态电路分析350
11.4 实例1——节点电压分析354
11.4.1 问题描述354
11.4.2 GUI操作方法355
11.4.3 命令流实现363
11.5 实例2——半波整流分析364
11.5.1 问题描述364
11.5.2 GUI操作方法364
11.5.3 命令流实现376

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