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Maxwell 16.0仿真實例培訓大綱

1. 靜電場問題實例：平板電容器電容計算仿真
平板電容器模型描述：

上下兩極板尺寸：25mm×25mm×2mm，材料：pec（理想導體）

介質尺寸：25mm×25mm×1mm，材料：mica（云母介質）

激勵：電壓源，上極板電壓：5V，下極板電壓：0V。

要求計算該電容器的電容值

1.建模（Model）

Project > Insert Maxwell 3D Design

File>Save as>Planar Cap（工程命名為“Planar Cap”）

選擇求解器類型：Maxwell > Solution Type> Electric> Electrostatic（靜電的）

創建下極板六面體

Draw > Box（創建下極板六面體）

下極板起點：（X,Y,Z）>（0, 0, 0）

坐標偏置：（dX,dY,dZ）>（25, 25,0）

坐標偏置：（dX,dY,dZ）>（0, 0, 2）

將六面體重命名為DownPlate

Assign Material > pec（設置材料為理想導體perfect conductor）

創建上極板六面體

Draw > Box（創建下極板六面體）

上極板起點：（X,Y,Z）>（0, 0, 3）

坐標偏置：（dX,dY,dZ）>（25, 25,0）

坐標偏置：（dX,dY,dZ）>（0, 0, 2）

將六面體重命名為UpPlate

Assign Material > pec（設置材料為理想導體perfect conductor）

創建中間的介質六面體

Draw > Box（創建下極板六面體）

介質板起點：（X,Y,Z）>（0, 0, 2）

坐標偏置：（dX,dY,dZ）>（25, 25,0）

坐標偏置：（dX,dY,dZ）>（0, 0, 1）

將六面體重命名為medium

Assign Material > mica（設置材料為云母mica，也可以根據實際情況設置新材料）

創建計算區域（Region）

Padding Percentage：0%

忽略電場的邊緣效應（fringing effect）

電容器中電場分布的邊緣效應

2.設置激勵（Assign Excitation）

選中上極板UpPlate,

Maxwell 3D> Excitations > Assign（計劃，分配） >Voltage > 5V

選中下極板DownPlate,

Maxwell 3D> Excitations > Assign >Voltage > 0V

3.設置計算參數（Assign Executive Parameter）

Maxwell 3D > Parameters > Assign > Matrix （矩陣）> Voltage1, Voltage2

4.設置自適應計算參數（Create Analysis Setup）

Maxwell 3D > Analysis Setup > Add Solution Setup

大迭代次數： Maximum number of passes > 10

誤差要求： Percent Error > 1%

每次迭代加密剖分單元比例： Refinement per Pass > 50%

5. Check & Run

6. 查看結果

Maxwell 3D > Reselts > Solution data > Matrix

電容值：31.543pF

2. 恒定電場問題實例：導體中的電流仿真

恒定電場：

導體中，以恒定速度運動的電荷產生的電場稱為恒定電場，或恒定電流場（DC conduction（傳導））

恒定電場的源：

（1）Voltage Excitation，導體不同面上的電壓

（2）Current Excitations，施加在導體表面的電流

（3）Sink（匯），一種吸收電流的設置，確保每個導體流入的電流等于流出的電流。只有在不使用Voltage Excitation時，才用Sink。保證

DC conduction求解器：

不計算導體外的電場，計算時，不考慮材料的介電常數參數。

例：繪出如下圖所示導體結構中的電流流向圖

1.建模（Model）

Project > Insert Maxwell 3D Design

File>Save as>Planar Cap（工程命名為“DC Conduction”）

選擇求解器類型：Maxwell > Solution Type> Electric> DC Conduction

創建導體Conductor

Draw > Box

起點：（X,Y,Z）>（1, -0.6, 0）

坐標偏置：（dX,dY,dZ）>（1, 0.2,0.2）

將六面體重命名為Conductor

Assign Material > Copper（設置材料為銅）

創建另3個并列的導體

Select Conductor

Edit > Duplicate（重復）> Along Line（沿線復制）

輸入line矢量的第1個點：（0，0，0）

輸入line矢量的第2個點：（0，0.4，0）

輸入復制總數：4（包括原導體）

創建導體Conductor_4

Draw > Box