7.2.4二维泊松方程的有限元法+-+教学案例6-ANSYS软件在工程电磁场教学中的典型应用.pptx
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2021-11-25
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教学案例 6 ： ANSYS 软件在工程电磁场教学中的典型应
用
ANSYS 软件在工程电磁场教学中的典型应
用
齐 磊
1 、 案例说明
导体表面电场计算、多导体系统部分电容参数计算、线圈电感计算是工程
电磁场教学中的重要内容。关于导体表面电场和多导体系统部分电容计算，其
本质是静电场边值问题的求解，常用的计算方法包括解析法和数值法两大类：
解析法主要有直接积分法、镜像法、分离变量法等，这几类方法只能解决一些
特殊的工程问题，教学中也主要侧重于其基本原理的讲解和关键知识点的强化；
数值法主要包括有限元法、边界元法、有限差分法、矩量法等，这几种方法各
有利弊，实际应用中应结合具体工程问题选择合适的计算方法。有限元法作为
一种经典的数值计算方法，近年来随着计算机技术的发展，在工程实际中得到
了广泛应用，并出现了成熟的商业软件如 ANSYS 可供使用。本案例的第 1 部分
主要讨论 ANSYS 软件在导体表面电场计算方面的应用，涉及的关键知识点包括
静电场边值问题、恒定电流场计算、电准静态场定义、传导电流密度与位移电
流密度、静电场与电流场耦合计算、虚拟媒质法等，通过该部分介绍可以深化
对上述知识点的理解和掌握，并熟悉 ANSYS 软件的一般使用方法。本案例的第
2 部分主要讨论 ANSYS 软件在电容参数计算方面的应用，涉及的关键知
识点包 括电容、静电独立系统、部分电容、静电屏蔽等，通过该部分介绍除
深化相关 知识点认识外，还可以拓展学生知识面，了解高压直流输电、换流
阀系统、过 电压分析与绝缘配合等相关知识。本案例的第 3 部分主要讨论
ANSYS 软件在电
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