Sb98342
.pdfПри высокой частоте тока происходит перераспределение тока по сечению проводников. Необходимо рассчитать распределение плотности токов и источников в шинах, напряженности магнитного и электрического полей вокруг шин и потери в них.
Размеры расчетной области: a = 0.1 м; b = 0.015 м; с = 0.03м.
Значения токов: I1 = 100 A; I2 = –100 A; f = 50 Гц.
Далее представлен текст командного файла, после выполнения которого в программе ANSYS будет получено решение поставленной задачи. Текст сопровождается подробными комментариями.
!***********НАЧАЛО ПРОГРАММЫ**********
!********Анализ магнитного поля и потерь*******
!***в двух длинных параллельных проводниках***
FINISH |
! Выход из процессоров |
/CLEAR,START |
! Очистка базы данных ANSYS |
/COM, Magnetic-Nodal |
|
/PREP7 |
! Вход в препроцессор |
et,1,PLANE53,0,0,0 |
! Задание типа элемента для воздуха |
|
! 1 – номер типа элемента |
|
! PLANE53 2-D 8-Node Magnetic Solid – тип элемента |
|
! 0 = KEYOPT(1) for AZ DOFs – опции |
et,2,PLANE53,1,0,0 |
! Задание типа элемента для шины 1 |
|
! 2 – номер типа элемента |
|
! PLANE53 2-D 8-Node Magnetic Solid – тип элемента |
|
! 1 = KEYOPT(1) for VOLT and AZ DOFs – опции |
et,3,PLANE53,1,0,0 |
! Задание типа элемента для шины 2 |
|
! 3 – номер типа элемента |
|
! PLANE53 2-D 8-Node Magnetic Solid – тип элемента |
|
! 1 = KEYOPT(1) for VOLT and AZ DOFs – опции |
EMUNIT,MKS |
! Задание системы единиц |
!****Ввод свойств материалов**** |
|
mp,RSVX,1,1e+32 |
! Удельное сопротивление воздуха |
mp,MURX,1,1 |
! Относительная магнитная проницаемость воздуха |
31
mp,RSVX,2,2e-8 |
! Удельное сопротивление шины 1 |
mp,MURX,2,1 |
! Относительная магнитная проницаемость шины 1 |
mp,RSVX,3,2e-8 |
! Удельное сопротивление шины 2 |
mp,MURX,3,1 |
! Относительная магнитная проницаемость шины 2 |
!****Ввод исходных координат**** |
|
a=0.1 |
! Высота шины |
b=0.015 |
! Толщина шины |
c=0.03 |
! Расстояние между шинами |
!****Ввод исходных данных**** |
|
I1=100 |
! Ток в шине 1 |
I2=-100 |
! Ток в шине 2 |
f=50 |
! Частота тока в шинах |
!****Расчет промежуточных координат**** |
|
x0=0 |
|
x1=5*(2*b+c) |
! Внешняя граница расчетной области |
x2=x1+b |
|
x3=x2+c |
|
x4=x3+b |
|
x5=x4+5*(2*b+c) |
|
y0=0 |
|
y1=5*(2*b+c) |
|
y2=y1+a |
|
y3=y2+5*(2*b+c) |
! Внешняя граница расчетной области |
!****Создание геометрии****
RECTNG,x0,x5,y0,y3, ! Построение воздуха RECTNG,x1,x2,y1,y2, ! Построение шины 1 RECTNG,x3,x4,y1,y2, ! Построение шины 2
/PNUM,AREA,1 ! Включение нумерации областей
allsel,all |
! Выбор всех областей |
aovlp,all |
! Склеивание областей |
NUMCMP,ALL |
! Компрессия номеров линий |
32
!****Присвоение атрибутов областям****
asel,s,area,,1 |
! Выбор шины 1 по номеру области |
aatt,2,1,2 |
! тип элемента 2, реальная константа 1, Материал 2 |
asel,s,area,,2 |
! Выбор шины 2 по номеру области |
aatt,3,1,3 |
|
asel,s,area,,3 |
! Выбор воздуха по номеру области |
aatt,1,1,1 |
|
!****Подготовка к построению сетки****
! Разбиение линий воздуха на отрезки
asel,s,mat,,1 |
! Выбор области воздуха по номеру материала |
|
ALLSEL,BELOW,AREA |
! Выбор линий, принадлежащих воздуху |
|
lsel,r,LENGTH,,x5-x0 ! Выбор линий по длине |
||
lesize,all,,,18,-0.25 |
! Разбиение |
asel,s,mat,,1
ALLSEL,BELOW,AREA lsel,r,LENGTH,,y3-y0 lesize,all,,,18,-0.25
! Разбиение линий шины 1 на отрезки asel,s,mat,,2
ALLSEL,BELOW,AREA
lsel,r,LENGTH,,a lesize,all,,,20,-4
asel,s,mat,,2
ALLSEL,BELOW,AREA
lsel,r,LENGTH,,b lesize,all,,,10,-4
! Разбиение линий шины 2 на отрезки allsel,all
33
asel,s,mat,,3
ALLSEL,BELOW,AREA
lsel,r,LENGTH,,a lesize,all,,,20,-4 asel,s,mat,,3 ALLSEL,BELOW,AREA lsel,r,LENGTH,,b lesize,all,,,10,-4
allsel,all |
|
|
LPLOT |
! Вывести на экран линии |
|
!****Ввод конечноэлементной сетки**** |
||
asel,s,mat,,2 |
! Выбор области шины 1 по номеру материала |
|
asel,a,mat,,3 |
! Довыбор области шины 2 по номеру материала |
|
MSHAPE,0,2D |
! Выбор 2D-разбиения прямоугольными элементами |
|
MSHKEY,1 |
! Разбиение по шаблону |
|
AMESH,all |
! Разбиение областей шин на элементы |
|
asel,s,mat,,1 |
|
|
MSHAPE,1,2D |
! Выбор 2D-разбиения треугольными элементами |
|
MSHKEY,0 |
! Разбиение свободное |
|
SMRT,3 |
! Точность разбиения (от 1 до 10, где 1 – точнее) |
|
AMESH,all |
! Разбиение области воздуха на элементы |
|
/NUMBER,1 |
! Включение нумерации элементов |
|
/PNUM,MAT,1 |
! Выделение номера материала цветом |
|
EPLOT |
! Вывести на экран элементы |
|
!****Определение связанных степеней свободы**** |
||
asel,s,mat,,2 |
|
|
ALLSEL,BELOW,AREA |
!Выбрать все, принадлежащее шине 1 |
|
CP,1,volt,all 1 |
! Связать узлы шины 1 |
|
asel,s,mat,,3 |
|
|
ALLSEL,BELOW,AREA |
!Выбрать все, принадлежащее шине 2 |
34
CP,2,volt,all |
! Связать узлы шины 1 |
||
!**** Задание типа анализа и частоты*** |
|||
/solu |
! Вход в процессор Solution |
||
harfrq,f,f |
! Частота тока |
||
antype,harmic |
! Тип анализа гармонический |
||
NSUBST, , |
! Указываем число шагов расчета (1) |
||
KBC,1 |
! |
|
|
EQSLV,SPARSE,1e-008, |
! Задание типа решателя |
||
!****Задание источников**** |
|
||
asel,s,mat,,2 |
|
|
|
ALLSEL,BELOW,AREA |
|
|
|
*GET,maxn2,NODE,0,num,max, |
! Определение максимального номера |
||
|
|
|
! узла в шине 1 |
nsel,S,node,,maxn2 |
! Выбор этого узла по номеру |
||
F,all,amps,I1 |
! Задать ток в выбранном узле шины 1 |
||
asel,s,mat,,3 |
|
|
|
ALLSEL,BELOW,AREA |
|
|
|
*GET,minn3,NODE,0,num,min, |
! Определение минимального номера |
||
|
|
|
! узла в шине 2 |
nsel,S,node,,minn3 |
! Выбор этого узла по номеру |
||
F,all,amps,I2 |
! Задать ток в выбранном узле шины 2 |
||
!****Задание граничных условий**** |
|||
ALLSEL,ALL |
|
|
|
NSEL,S,EXT |
! Выбор внешних узлов расчетной области |
||
NPLOT |
|
|
|
D,all, ,0,0, , ,AZ |
! Магнитный векторный потенциал =0 |
||
|
! на внешней границе расчетной области |
||
!****Сохранение результатов**** |
|
||
SAVE |
! Сохранить базу данных в файл jobname.DB |
!****Запуск решения****
ALLSEL,ALL
35
solve
!****Постпроцессорная обработка результатов****
FINISH |
|
|
/POST1 |
! Вход в постпроцессор |
|
SET,1,LAST,1,0, , , |
! Загрузка реальной составляющей решения |
|
!SET,1,LAST,1,1 |
! или загрузка мнимой составляющей решения |
|
PLNSOL, A,Z, 0 |
! Вывод на экран распределения магнитного |
|
|
! векторного потенциала |
|
/DEVICE,VECTOR,1 |
! Вывод в виде изолиний |
|
!/DEVICE,VECTOR,0 |
! Отключение изолиний |
|
ESEL,S,MAT,,2,3 |
|
|
PLESOL, JT,SUM, 0 |
! Вывод на экран распределения плотности |
|
|
! тока в шинах |
|
POWERH |
! Расчет потерь в шинах |
|
ALLSEL,ALL |
|
|
SENERGY,0,1 |
! Расчет энергии в системе |
|
PLETAB,PLOSSD,NOAV |
! Вывод на экран распределения потерь |
|
PLETAB,MG_ENG,NOAV |
! Вывод на экран распределения энергии |
!****Построение распределения поля вдоль произвольной ломаной****
PATH,goriz,2,30,20, |
|
! Задание пути с именем goriz по двум точкам |
PPATH,1,0,x1,y1+a/2,0,0, |
! Координаты первой точки |
|
PPATH,2,0,x2,y1+a/2,0,0, |
! Координаты второй точки |
|
PDEF, ,A,Z,AVG |
! Наложить распределение магнитного |
|
|
! векторного потенциала на путь |
|
/PBC,PATH, ,1 |
! Нарисовать путь на экране поверх геометрии |
|
PDEF, ,B,SUM,AVG |
! Наложить распределение магнитной индукции |
|
|
! на путь |
36
/PBC,PATH, ,0 |
! Скрыть путь |
|
PLPATH,BSUM |
|
! Вывод распределения по пути на графике |
PLPAGM,BSUM,1,Blank |
! Вывод распределения по пути на геометрии |
|
!****Работа с табличными значениями**** |
||
ESEL,S,MAT,,2,3 |
! Выделение всех элементов в шинах |
|
SET,1,LAST,1,0, , , |
! Чтение реальной составляющей результата |
|
ETABLE,JTZr,JT,Z |
! Запись в таблицу плотности тока |
|
!* |
|
|
SET,1,LAST,1,1, , , |
! Чтение мнимой составляющей результата |
|
ETABLE,JTZI,JT,Z |
! Запись в таблицу плотности тока |
SMULT,JTZR2,JTZR,JTZR,1,1, |
! Возведение элементов таблиц в квадрат |
SMULT,JTZI2,JTZI,JTZI,1,1, |
|
SADD,JTZ2,JTZR2,JTZI2,1,1, , |
! Сложение квадратов |
SEXP,AJTZ,JTZ2,JTZ2,0.25,0.25, |
! Извлечение квадратного корня |
PLETAB,AJTZ,NOAV |
! Вывод распределения амплитуды |
|
! плотности тока по элементам шин |
PDEF, ,ETAB,AJTZ,NOAVG |
! Наложить содержимое таблицы на путь |
PLPATH,ETABAJTZ |
! Вывод распределения на графике |
!****Сохранение результатов****
FINISH
SAVE,'results','db' |
! Сохранить базу данных в файл results.db |
PARSAV,SCALAR |
! Сохранить скалярные параметры |
|
! в файл jobname.parm |
!****Выход из программы**** |
|
/EXIT, nosave |
! Без записи результатов в базу данных |
Таким образом, решение задачи записывается с использованием команд APDL. При использовании командных файлов можно практически полностью отказаться от графического интерфейса ANSYS.
37
Оглавление |
|
1. Общие сведения о программе ANSYS........................................................ |
3 |
1.1. Состав пакета ANSYS............................................................................ |
3 |
1.2. Запуск программы ANSYS.................................................................... |
4 |
2. Организация программы ............................................................................... |
5 |
2.1. База данных программы ANSYS .......................................................... |
6 |
2.2. Файлы программы.................................................................................. |
7 |
3. Средства связи с программой ANSYS......................................................... |
7 |
3.1. Команды .................................................................................................. |
7 |
3.1.1. Сокращения ..................................................................................... |
8 |
3.1.2. Использование умолчаний ............................................................. |
9 |
3.1.3. Предупреждения и ошибки ............................................................ |
9 |
3.2. Интерактивный и пакетный режимы ................................................... |
10 |
3.3. Системное меню..................................................................................... |
10 |
3.3.1. Главное меню .................................................................................. |
11 |
3.3.2. Активизация и использование меню............................................. |
13 |
3.3.3. Вызов справки ................................................................................. |
15 |
3.4. Файл регистрации .................................................................................. |
15 |
4. Типичный анализ ANSYS ............................................................................. |
17 |
4.1. Построение модели ................................................................................ |
17 |
4.1.1. Определение имени задания и заголовка анализа ....................... |
17 |
4.1.2. Задание типа элементов.................................................................. |
18 |
4.1.3. Ввод констант .................................................................................. |
19 |
4.1.4. Задание свойств материала ............................................................ |
20 |
4.1.5. Создание геометрии модели .......................................................... |
25 |
4.2. Задание источников и граничных условий и получение решений ... |
26 |
4.3. Инициализация решений и просмотр результатов ............................. |
29 |
5. Анализ магнитного поля и потерь в двух длинных параллельных |
|
проводниках ....................................................................................................... |
30 |
38
Шатунов Алексей Николаевич, Позняк Игорь Владимирович, Галунин Сергей Александрович, Чмиленко Федор Викторович
Моделирование систем высокочастотной электротехники
Учебное пособие
Редактор Н. В. Лукина
–––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––
Подписано в печать 05.11.19. Формат 60×84 1/16. Бумага офсетная. Печать цифровая. Печ. л. 2.5.
Гарнитура «Times New Roman». Тираж 47 экз. Заказ 146.
––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––
Издательство СПбГЭТУ «ЛЭТИ» 197376, С.-Петербург, ул. Проф. Попова, 5