ansoft与ansys实例分析结果对比计算针板放点问题 电磁场数值计算.doc

题目：用Ansys计算针板放点问题，与Ansoft计算结果比较 解： 模型： （1）Ansoft Ansoft针板放电问题中的模型如下图： 板：长50mm，厚4mm,铜 针：与板最近距离6mm，宽20mm，长40mm，针头倾角45度。铜材 背景：真空 材料：铜电导率为5.8e+007，=1。真空，=1 加载：针头加载电压1000V，板0V。 （2）ANSYS a）模型如下图：轴对称模型，尺寸与Ansoft模型相同。这里将背景设半径为板针最大尺寸4倍左右的圆型域。最外层为远场。 b)单元：PLANE121，8节点，DOF为VOLT 远场单元：INF110。 C）其他：材料属性和加载电压与ansoft相同。边界条件：最外侧圆弧为无限远。剖分时，将自动剖分和手动剖分结合，结果如下所示： 结果 电位云图： E矢量图： 最短路径上电场分布： 计算中发现，随着针头处剖分加密，电场最大值显著上升。这里，在计算时间允许的情况下，主要改变针头部的剖分密度计算，得到如下结果。 a)10000单元 2）20000单元  3)35000单元 再增大剖分密度，ansys会出错并自动退出。 3.Ansys与Ansoft结果对比： 1）电位云图 Ansoft Ansys 2）E矢量图 Ansoft Ansys 3）最短路场强计算，比较最大值 Ansoft Ansys 4.5*e6V/m 2.9*e6V/m 比较分析： 从结果角度说，ansoft的云图和矢量图都较美观，如果剖去此对人的影响，ansoft的结果也是较好的。E最大值计算充分说明这点：Ansys计算结果随着剖分密度上升而上升，但未达最终就因为出错不能再计算了，而Ansoft可以给出符合E上升趋势的更好的结果。 从使用角度，Ansys需要选择单元类型，且需要人工剖分。它的图形界面操作不便，且命令复杂。与ansoft差距很大。但ansys也有专门针对工程师的简化workbench版，在一定程度上有了改进。 从计算角度，此题中，ansys 35000个单元的E最大值结果，与ansoft的迭代18次结果相同，但速度慢很多（在我的计算中ansoft可以跌代23次以上）。Ansoft因为采用了自适应剖分，单元效率高，且能给出收敛能量判据，结果可信。 总之，单纯从电磁场计算和方便性角度，ansoft要优于ansys。但是，ansys在耦合场计算上有强大功能，它的帮助和技术支持力量也很雄厚。这些方面ansys要优于ansoft。 附：ansys程序 fini /clear /prep7 !---------------------------------------------- !--element et,1,121 !element plane121 keyopt,1,3,1 !axis symmetry et,2,110 !far field element inf110 keyopt,2,1,1 !DOF: VOLT keyopt,2,3,1 !axis symmetry !---------------------------------------------- !--material property mp,PERX,1,1 !vaccum mp,rsvx,2,1/5.8e+007 !copper mp,PERX,2,1 !---------------------------------------------- !--model !head k,1,0,0.01 k,2,0,0.05 k,3,0.02,0.03 k,4,0.02,0.05 lstr,1,2 lstr,2,4 lstr,4,3 lstr,1,3 al,1,2,3,4 !board RECTNG, 0, 0.05,0,0.004 !background pcirc,0,0.08,-90,90 pcirc,0,0.2,-90,90 !far field background pcirc,0,0.4,-90,90 asel,all aovlap,all numcmp,all aplot,all !---------------------------------------------- !--assign material perperty and element type asel,s,,,1,2 !copper aatt,2,,1 asel,s,,,3,5 !background aatt,1,,1 asel,s,,,4 !far field aatt,1,,2 allsel,all aplot !---------------------------------------------- !--mesh lsel