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ANSYS经典界面下产生均匀磁场的方法总结

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一、生成二维均匀磁场（矢量位边界条件）

在静磁场中，磁感应强度B可以表示为矢量位A的旋度，即

overrightarrow{B}=igtriangledown imes overrightarrow{A}

在二维问题中，矢量位A只存在Z向分量，所以有

$overrightarrow{B}=left ( frac{partial }{partial x} overrightarrow{i}+frac{partial }{partial y} overrightarrow{j}+frac{partial }{partial z} overrightarrow{k} ight ) imes A_{z}overrightarrow{k}=frac{partial A_{z}}{partial x}overrightarrow{i} imes overrightarrow{k}+frac{partial A_{z}}{partial y}overrightarrow{j} imes overrightarrow{k} =-frac{partial A_{z}}{partial x}overrightarrow{j}+frac{partial A_{z}}{partial y}overrightarrow{i}$

由上式可以看出，想得到x方向磁场，就在y方向的两条线间施加矢量位Az，要得到y方向磁场就在x方向的两条线间施加矢量位Az，下面具体看一下在ANSYS经典界面中如何操作。

1）添加单元类型和材料模型

2）建立一个二维矩形空气域模型

3）赋予矩形空气域材料模型和单元，划分网格

4）施加磁矢量位边界条件

5）求解和结果展示

矢量图展示：

H场结果

B场结果

云图展示：

H场结果

B场结果

可以看出施加矢量位为50，Y方向两边界距离为0.5m，得到的磁感应强度B为100T，符合理论结果。

二、生成三维均匀磁场（标量位边界条件）

三维磁场在ANSYS中采用磁标量位的边界条件，根据磁标量位的定义，得

$overrightarrow{H}=-igtriangledown varphi _{m}=-left ( frac{partial varphi _{m}}{partial x}overrightarrow{i} +frac{partial varphi _{m}}{partial y}overrightarrow{j}+frac{partial varphi _{m}}{partial z}overrightarrow{k} ight )$

所以只需要在两个平行平面内定义磁标量位 $varphi _{m}$ 就可以定义磁场H，下面来看具体操作

1）添加单元类型和材料模型

2）建立三维长方体空气域

3）赋予长方体空气域材料模型和单元，划分网格

4）施加磁标量位边界条件

5）求解和结果展示

矢量图展示：

B场

H场

云图展示：

B场

H场

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