MAXWELL仿真实例

### MAXWELL仿真实例知识点解析 #### 一、静电场问题实例：平板电容器电容计算仿真 **平板电容器模型描述** 本实例通过MAXWELL软件进行静电场问题的仿真，具体针对的是平板电容器电容值的计算。 **1. 平板电容器的结构与材料** - **极板规格**：上下两极板尺寸均为25mm×25mm×2mm，材料为PEC（理想导体）。 - **介质层**：位于上下极板之间的介质层尺寸为25mm×25mm×1mm，材料为MICA（云母介质）。 - **激励条件**：上极板电压设为5V，下极板电压设为0V。 **2. 建模步骤** - 创建项目：通过`Project > Insert Maxwell3D Design`新建一个3D设计项目，并将其保存为“PlanarCap”。 - 选择求解器类型：在MAXWELL中选择`Solution Type > Electric > Electrostatic`以进行静电场分析。 - 极板与介质创建： - 下极板：通过`Draw > Box`创建下极板，设置起点为(0,0,0)，坐标偏置分别为(25,25,0)和(0,0,2)，命名为`DownPlate`，材料设为`pec`。 - 上极板：同样通过`Draw > Box`创建，起点为(0,0,3)，坐标偏置为(25,25,0)和(0,0,2)，命名为`UpPlate`，材料设为`pec`。 - 介质层：创建过程类似，起点为(0,0,2)，坐标偏置为(25,25,0)和(0,0,1)，命名为`Medium`，材料设为`mica`。 - 计算区域设置：为了忽略边缘效应，设置计算区域`Padding Percentage`为0%。 **3. 激励设置** - 设置上极板`UpPlate`的电压为5V，下极板`DownPlate`的电压为0V。 **4. 计算参数设置** - 在`Parameters > Assign > Matrix`中设置电压值。 - 自适应计算参数：在`Analysis Setup`中添加`Solution Setup`，设置最大迭代次数为10次，误差要求为1%，每次迭代加密剖分单元比例为50%。 **5. 运行与结果查看** - 运行仿真后，在`Results > Solution Data > Matrix`中查看电容值，本例中得到的结果为31.543pF。 #### 二、恒定电场问题实例：导体中的电流仿真 **恒定电场定义** 在导体中，由恒定速度运动的电荷产生的电场称为恒定电场或恒定电流场（DC conduction）。 **恒定电场的源** - 电压激励（Voltage Excitation）：在导体的不同面上施加电压。 - 电流激励（Current Excitations）：在导体表面施加电流。 - 汇（Sink）：用于吸收电流，确保每个导体流入的电流等于流出的电流。 **DC conduction求解器特点** - 不计算导体外的电场。 - 计算时不考虑材料的介电常数参数。 **建模步骤** - 新建项目并命名为“DCConduction”，选择`Solution Type > Electric > DCConduction`。 - 创建第一个导体`Conductor`，设置起点为(1,-0.6,0)，坐标偏置为(1,0.2,0.2)，材料设为`Copper`。 - 通过复制第一个导体，沿着特定方向创建另外三个并列的导体。 以上两个实例展示了如何使用MAXWELL软件进行静态电场和恒定电场的仿真分析，通过这些基本操作可以进一步扩展到更复杂的电磁场问题的研究中。