ansoft 场计算器

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1、引言该手册是一个关于后处理特别是场计算的即时帮助文档。场计算器可以具有很多功能，其最主要的功能是扩展Maxwell的后处理中除了计算/绘制主要场量图像的能力。场计算器利用对初始场量（如H、B、J等）的矢量代数计算可获得从麦克斯韦方程组的角度看数学表达正确，意义明确的值。该场计算器同样能对以下三种基本目标进行几何量计算：-绘制几何实体上的场量或导出量；-在特定的几何实体（线、面、体）上执行积分运算；-将场计算结果导出到用户指定的空间域或系列点。该场计算器另一个重要特性就是可以完全宏驱动。用户对操作器的每步操作都对应一行或几行宏语言代码的“映像”。在参数分析中，后处理宏广泛用于重复性的后处理，比如

2、在支持Optimetrics时后处理宏提供了数量上的优化/参数化方法。本文描述了该工具的机理和“软”的一面。因此，正文除了描述界面的结构外，还通过示例展示了在实际应用中怎样用计算器执行很多后处理操作，这些例子都是Maxwell在日常工程活动中积累的，例子根据典型解的类型分类。需要记住的是大部分的例子可以根据不同的物理特性作类似变换，而大部分的例子都可以在2D版本中找到。1.界面描述界面如图.I1所示，它包括一个保留栈寄存器内数值的栈，用户通过一系列的操作可以设置栈内的内容或改变栈寄存器内数值的次序。下面介绍各栈操作按钮的功能（以及对应的栈命令）：-Push重复栈寄存器顶行的内容，在操作之后顶部

3、两行包含的内容相同；-Pop从栈内删除最后的输入（删除栈内顶行）；-RlDn(rolldown)“循环”让栈内的内容向下移动一行，原栈底的内容移到顶行；-RlUp(rollup)“循环”让栈内的内容向上移动一行，栈顶的内容移到底行；-Exch(exchange)对换栈寄存器顶部两行的内容；-Clear清空寄存器内所有内容；-Undo恢复寄存器内最近操作的结果（撤销上次操作）。栈&栈寄存器栈命令计算器按钮图.I1场计算器界面用户需要注意的是Undo操作可以嵌套至基本量的实施。操作器按钮按如下分成五类：-Input该操作运行用户进入栈内获取数据，包括求解矢量场（B、H、J等）几何边界（点、线、面、

4、体），标量，矢量或复常数（取决于应用）甚至全部的有限元求解结果。-General在有运算意义的情况下包括对“一般”数据（标量，矢量或复数）的主要计算操作。比如栈顶的两实体是两矢量时，可以执行加（＋）但不能乘（*）；实际上两个矢量可执行点乘或叉乘，但不能像标量一样进行相乘。-Scalar包含可用于标量的操作：例如标量常识，标量场，对矢量数学运算可得到标量结果的操作，矢量场的分量（比如某矢量场的X部分）等。-Vector包括只能用于矢量的操作：例如叉乘（两个向量），求散，求旋等。-Output包含绘制（2D/3D）图操作，数据导出，数据评估等。原则上，操作器允许从数学观点上行得通的一切操作，但为了

5、获得期望的结果必须注意栈寄存器顶部内容的顺序。下面的例子将逐步演示频繁遇到的操作如何获得需要的结果的。这些例子按照求用到的解器(solver)分类，是最近工程应用中典型的中/高级水平的后处理。通过本文用户可掌握即时技术文档上和/或Ansoft基本训练中利用场计算器的基本操作的基本技巧。注意：有限元解通常是在通用坐标系（固定）中体现。因此矢量图的绘制基于通用坐标系，除非基于通用坐标系定义一个不同的局部坐标系。用户用于后处理目的的自定义几何实体可以运用同样的原则。例如当局部坐标系移动了而用户自定义地方（点）的场值不变。因为该点的坐标是基于通用坐标系而不随局部坐标系的变化而改变。静电场示例示例ES1

6、:计算某物体表面电密分布和总电量描述：假设一个分开的金属物体被施加电压或悬浮电压的静态（3D）应用的例子。目标是计算物体上的总电量。a)计算/绘制物体的电密分布，操作顺序描述如下：-Qty->D（在计算器里载入D矢量）-Geom->Surface…（选择目标的表面）->OK-UnitVec->Normal（创立对应目标表面的单位法向矢量）-Dot（创立D和目标表面单位法向矢量的点积，等于表面电密）-Geom->Surface…（选择目标表面）->OK-Plotb)计算物体表面的总电量：-Qty->D（在计算器里载入D向量）-Geom->Surface…（选择目标表面）->OK-Normal-∫

7、-Eval示例ES2:计算物体表面的应力分布描述：一静电场应用的例子（例如一平行板电容的结构）。目标表面和邻近区域必须细致剖分，因为Maxwell应力方法计算对网格十分敏感。不考虑电致伸缩效应的物体的麦克斯韦电场力矢量具有如下的表达式：()rrr1r2T=D⋅nE−nεEnE2其中单位向量n是目标表面的法向量，实现上述公式的指令顺序如下：-Qty->D-Geom->Surface…（选择目标表面）