第三课:Maxwell瞬态磁场求解器分析与实例讲解

一、写在前面

恰逢五一国际劳动节，为了让同学们享受一个愉快的小长假，5月2日（周四）晚20点首播的Maxwell系列课第3次课《Maxwell瞬态磁场求解器分析与实例》被妥妥地延期了；5月5日20时补播，各位周知！

那么，在4月25日20时首播的Maxwell基础培训课程的第2次课《Maxwell静态磁场求解器分析与实例》”中我们学到了哪些？有什么知识点是需要我们在操作过程中多加注意的？接下来，我们一起回顾一下本次课程中重要的细节（还未收看，已经订阅的同学点击文章末尾的阅读原文即可观看）。

二、课程回顾

在第二节课程中《Maxwell静态磁场求解器分析与实例》，我系统性讲解了静磁场与涡流场求解的一般流程，细化材料属性在不同求解中的作用，给出不同边界条件的适用场合，从理论上分析了电源设置中可能产生的问题，解释了参数化菜单中每一个选项的具体含义，说明了求解设置对于计算精度与时间的影响以及介绍了一些简单的后处理操作。

然而，上述的计算流程看似简单明了，但在实际操作过程中由于顺序错误、菜单概念不清楚、理论知识不够扎实等原因经常造成一些莫名的错误发生。接下来我们便着重总结静磁场与涡流场中出现问题较多的环节。

1、采用电压源激励时一定要输入材料的体电导率；

2、采用涡流场计算时建议所有导体的电导率都输入具体数值；

3、二维轴对称计算时的对称轴无需施加任何边界条件：

4、周期边界用于旋转对称。采用轴对称边界计算的部分模型可以在后处理中显示全模型结果，且在多物理场中也可以映射全模型结果到结构、流体、热分析；

5、施加轴对称边界时，对称面上的所有表面都需要被选中以施加边界条件；

6、注意散度定理在施加激励中的应用，尤其在计算高、中压开关电磁热时经常会遇到这样的问题；

7、静磁场与涡流场电流源为安匝电流，涡流场电流大小为正弦电流峰值；

8、注意setup中关于每一步自适应网格加密的百分比，过大容易造成内存溢出，过小则需要更多的收敛步长；

需要注意的项目太多，我们上述只是列举出一部分具有代表性的进行说明。另外，不同工况、不同模型、不同参数等也会带来分析问题的多样性，这就需要大家在实际操作中合理应用课程中讲解的方法，多次尝试，逐一排除。

三、课程亮点-新增短视频服务

在每次课程结束后，我都会结合课程录像与用户问题做一些总结进而调整下次课程的讲解方法与内容。

但在第2次课程后却发现，无论怎样调整，想在短短一节课时间内讲清楚所有问题点基本是不现实的，或者说即使我可以做到听者也不一定能够快速理解并消化，这就造成了课程质量的下降与学习兴趣的降低。

如果说每周直播的系列课带给大家的是大而全的普及性知识，那么是否可以存在一种小而精的短视频来帮助大家快速定位问题点，进而了解问题的解决方法与原理？

考虑到有限元分析软件的使用并不算是一门学问，只能说是一件熟能生巧的工具，无需反复研究、揣测、理解和验证，而是需要在大量的实践中进行测试并积累经验。综上，从经验中总结归纳出的短视频存在即有意义。

思考再三，我决定与仿真秀平台就Maxwell软件的学习推出系列答疑短视频，针对一些常见的典型问题，制作视频答疑教程（本视频仅在仿真秀官网或APP发布）。

目前，即将为大家呈现的短视频均来自于Maxwell基础培训课程中需要深入讲解，算例验证或详细说明的知识点。未来将加入更多Maxwell功能性说明、测试和案例计算过程中实际发生的问题，敬请期待（本系列课订阅用户可以联系仿真小助手免费观看Maxwell 答疑视频）。

三、即将首播课程预告

在5月5日的课程中，我将介绍瞬态磁场与外电路的相关知识。瞬态磁场在整个Maxwell软件中应用率相对较高，主要用于解决电机、电磁作动器、旋转变压器等带有运动部件的电磁机构。瞬态磁场与静态磁场的区别在于刚体运动选项、电源与外电路、网格划分和结果后处理。

1、刚体运动选项

刚体运动在Maxwell瞬态分析中有着至关重要的地位，它的存在可以使瞬态磁场求解器在处理随时间变化磁场的同时也可以处理随时间变化的位置。低频电磁场以电磁能转换为热能和机械能为主，电磁—机械能转换过程中的电磁力与物体相对位置变化为最具代表性的双向耦合问题，即电磁力影响位移位移也反过来影响电磁力变化，诸如电机转子位置改变绕组互感、电磁阀衔铁位置改变线圈自感等问题。

Maxwell瞬态分析中的刚体运动选项为我们提供包含平动与转动的六个自由度机械运动功能，可以考虑某一个或某几个物体在给定区域内的给定速度运动、变速度运动和瞬态动力学运动。

在本次课程中，着重介绍瞬态运动设置方法和在使用过程（尤其是三维）中经常遇到的问题和解决方法。

2、电源与外电路

在静态磁场设置中我们知道，其中给定的电流只能为恒定值且为安匝电流。在瞬态磁场中我们会发现，此时的电流设置有了本质的变化，而在瞬态磁场电压源设置方面也增加了一些额外选项。

此外，当类似电机、变压器、快速开断器等需要复杂外电路时，例如电容放电、IGBT整流逆变、变频电流等，Maxwell为我们提供了外电路与磁场相互作用的场路耦合功能。电流源的变化在哪里？电压源的附加选项又如何理解？场路耦合操作方法和注意事项是什么？一切答案尽在本次课程。

3、网格划分

在静磁场中，Maxwell一直采用自适应网格划分选项，为我们节省了很多不必要的时间花费。而在瞬态磁场中则不再允许使用自适应方法。

那么Maxwell中有哪些网格划分方法？我们该如何选择这些方法？针对不同工业品又该怎样去选取合适的方法？这些问题比较复杂，所以将专门拿出一节课的时间，在系列课的第六次课中为大家呈现。