Sb98330

Для визуализации распределения токов (реальной части) в проводнике выполните:

Выделение элементов проводника:

Utility Menu → Select → Entites → Elements – By Attributes: Material num →

наберите в окне 2 → Apply Вывод распределения:

Main Menu → General Postproc → Plot Result → Contour Plot – Element Solu → Current Density – Total current density vector sum (JT) → OK

Для расчета потерь в выделенной группе элементов (в данном случае в проводнике) выполните:

Main Menu → General Postproc → Elec&Mag Calc → Element Based → Power Loss → OK (Сохранен как параметр PAVG в списке скалярных параметров).

Для расчета энергии в выделенной группе элементов (в данном случае во всей области) выполните:

ANSYS Utility Menu → Select → Everything

Main Menu → General Postproc → Elec&Mag Calc → Element Based → Energy

→ OK (Сохранен как параметр S_ENG в списке скалярных параметров). Постройте картину распределения потерь по сечению проводника:

Main Menu → General Postproc → Plot Results → Contour Plot → Elem Table → Item to be plotted – PLOSSD→ OK

Построение распределения поля вдоль произвольной ломаной

Определите путь:

Main Menu → General Postproc → Path Operations → Define Path → By Location → в окне ввести имя распределения и количество точек → OK → ввести координаты этих точек вручную (x1, y1+a/2, 0) → OK и (x2, y1+a/2) → OK →

На третий запрос – Cancel

Определите нужные для вывода величины:

Main Menu → General Postproc → Path Operations → Map onto Path → в окне указать величины, которые нужно построить – Flux & gradient – BSUM → OK

Выведите график распределения:

Main Menu → General Postproc → Path Operations → Plot Path Item → On Graph → BSUM → OK (и → On Geometry → With nodes → OK)

Просмотрите цифровые значения:

Main Menu → General Postproc → Path Operations → Plot Path Item → List Path Item → BSUM → OK. Сохраните значения в текстовый файл: File – Save as...

11

Сохраните содержимое графического окна:

ANSYS Utility Menu → PlotCtrls → Hard Copy – To File → выберите нужные опции → Apply → картинка сохранится в рабочем каталоге

Работа с табличными значениями

Любую интересующую величину можно вычислить (поэлементно) и произвести над ней необходимые математические операции. Ниже для при-

мера по реальной и мнимой частям вычислено распределение амплитуды плотности тока.

Установите просмотр реальной части решения:

Main Menu → General Postproc → Read Results → By Load Step → установите в окне «Real or Imaginary part» – Real part → OK

Создайте таблицу элементных результатов реальной части плотности тока:

Main Menu → General Postproc → Element Table → Define Table → Add → ус-

тановите в открывшемся окне:

Установите просмотр мнимой части решения:

Main Menu → General Postproc → Read Results → By Load Step → установите в окне "Real or Imaginary part" – Imaginary part → OK

Создайте таблицу элементных результатов реальной части плотности тока:

Main Menu → General Postproc → Element Table → Define Table → Add → ус-

12

Вычислите сумму элементов таблиц:

Main Menu → General Postproc → Element Table → Add Items

Вычислите корень квадратный из каждого члена таблицы результатов для получения абсолютной величины плотности тока в элементе:

Main Menu → General Postproc → Element Table → Exponentiate

Удалите ненужные промежуточные таблицы элементных данных:

Main Menu → General Postproc → Element Table → Define Table → выделите имя ненужной таблицы → Delete → OK

Постройте распределение амплитуды плотности токов по элементам: Main Menu → General Postproc → Element Table → Plot Elem Table →

Item to be plotted – AJTZ → OK

Передайте значения таблицы на имеющийся путь:

Main Menu → General Postproc → Path Operations → Map onto Path → Elem Table Item → (введите) ETAB, AJTZ → Average results across elements – NO

Выведите график распределения:

Main Menu → General Postproc → Path Operations → Plot Path Item → On Graph → ETABAJTZ → OK

Просмотрите и сохраните цифровые значения.

Постройте векторное распределение амплитуды плотности токов по элементам:

Main Menu → General Postproc → Plot Results → Vector Plot → Predefined → Current Density – Total JT → OK

Сохраните результаты. Сохраните скалярные параметры:

ANSYS Utility Menu → Parameters → Save Parameters → Scalar Only → OK (по умолчанию в рабочем каталоге появится файл jobname.parm)

13

Выйдите из программы

Utility Menu → File → Exit → Quit No Save → OK

Индивидуальная часть работы

Данная часть выполняется с использованием языка APDL. Необходимо создать командные файлы, запуск которых выполнит расчеты и постпроцес- сорную обработку.

1. Получите у преподавателя индивидуальное задание: сечение провод- ника (например, одно из представленных на рис. 2), а также его размеры; свойства материала проводника.

A

B

C

Рис. 2. Конфигурации проводника

2.Расчеты должны быть проведены для нескольких частот источника тока: при которых глубина проникновения в проводнике равна 10, 5, 2, 1 и

0.3мм.

3.Задайте тип анализа, тип и опции элементов, свойства материалов.

4.Создайте при помощи средств ANSYS расчетную область с проводни- ком заданной геометрии. Расстояние от проводника до границ воздуха с каж- дой стороны должно составлять не менее пяти максимальных габаритов про- водника.

5.Создайте конечноэлементную сетку. Следите за точностью сетки – на глубине проникновения должно укладываться не менее пяти элементов.

6.Выполните последующие шаги до задания частоты источника тока как в общей части работы.

7.Задайте одну из частот источника тока, рассчитанных в п. 2.

8.Выполните расчет и постпроцессорную обработку с сохранением ре-

зультатов как в общей части работы.

14

9.В отличие от общей части выберите 2–3 различных пути внутри про- водника. Рекомендуется один создавать ближе к оси симметрии проводника,

адругой – в месте с максимальным отличием в распределении тока на разных частотах. Сохраните значения BSUM и ETABAJTZ по этим путям в файлы.

10.Повторите пп. 6–8 для всех частот из п. 2.

Содержание отчета

1.По общей части работы.

1.1.Цель, исходные данные и краткое содержание работы.

1.2.Результаты выполнения общей части работы для проводника квадратного сечения – сохраненные графические окна, содержащие:

– распределение магнитного векторного потенциала в виде изолиний;

– распределение реальной части токов в проводнике;

– значения потерь в проводнике и энергии системы;

– распределение потерь по сечению проводника;

– график распределения BSUM по заданному пути в проводнике;

– распределение результатов расчета в таблице AJTZ по элементам;

– реальная и мнимая составляющие векторного распределения ампли- туды плотности токов по элементам (в изометрической проекции).

1.3.Выводы по результатам из п. 1.2.

2.По индивидуальной части работы для каждой из глубин проникновения.

2.1.Эскиз индивидуальной расчетной области с обозначением разме- ров, координат, номеров keypoint и материалов, переменными для разбиения линий, расположением путей.

2.2.Сохраненные графические окна для всех частот аналогично п. 1.2.

2.3.Построенные графики зависимостей BSUM и ETABAJTZ по ре- зультатам расчетов, сохраненным в файлах. Разместите графики, по- лученные при различных частотах тока в проводнике, на одном ри- сунке для каждого из путей.

2.4.Расчет активного и реактивного сопротивлений проводников квадратного и индивидуального сечений по сохраненным параметрам PAVG и S_ENG. Расчет активного сопротивления проводника инди-

видуального сечения для всех частот по формулам для постоянного тока и через сопротивление единичного квадрата.

2.5.Выводы по результатам расчетов.

15