ANSYS/EMAG电磁仿真教程：2018科大量子力学期末试题解析

"该资源是一份2018年中国科学技术大学量子力学期终考试试题的参考解答，重点关注了电磁分析中的终端条件，特别是在ANSYS软件中的应用。文档内容包括电磁场仿真的介绍、二维和三维电磁分析的各个章节，以及耦合场分析的概述。此外，还提供了一个利用轴对称衔铁和平面定子设计的致动器模拟示例。" 详细内容: 在电磁分析中，终端条件是非常关键的一环，它们决定了系统在边界上的行为。例如，"终端短路条件"指的是在导体间的端部是否连接，使得电流可以在这些导体之间自由流动。这个概念在设计电路和电磁设备时至关重要，因为它影响了电流分布和磁场的形成。 在ANSYS电磁分析中，终端条件可以是开放的，也可以是闭合的，比如短路或开路状态。对于二维模型，通常会用到平面和轴对称模型来简化问题，这在处理一些具有对称性的电磁问题时非常有效。例如，一个轴对称模型可以大大减少计算复杂度，同时保持足够的精度。 在实际的电磁仿真过程中，首先要定义物理区域，区分不同的材料，如空气、铁、永磁体等，并且要设定绞线圈和块状导体。然后，为每个物理区域分配相应的材料属性，包括导磁率（可能需要考虑其线性或非线性变化）、电阻率以及磁性材料的特性，如矫顽磁力和剩余磁感应强度。 文档中提到了一个具体的例子，即利用轴对称衔铁和平面定子设计的致动器模拟。这种装置中，衔铁可以旋转，其气隙长度可以变化。完整的模型由两个独立部分组成，即衔铁模块和定子模块。通过这样的模拟，可以研究不同工况下（如稳态、交流、瞬态）的电磁性能，以及特殊驱动方式如阶跃电压或PWM（脉宽调制）对系统影响。 ANSYS/EMAG软件作为一个强大的有限元分析工具，能够模拟各种工业电磁装置，无论这些装置是三维的还是可以通过简化表示为二维模型。它涵盖了从静态分析到谐波和瞬态分析的广泛领域，使得工程师能够预测和优化电磁设备的性能，确保其在真实工作环境中的表现。