制件的材质和结构对它的电磁场效应有着直接影响,由于制件会受到的电磁环境的干扰及实验材料性能不稳定等许多方面因素的影响,实际工程实验在研究的深度、广度上受到了许多限制。随着现代有限元模拟方法和计算机技术的改进与发展,人们逐渐开始运用有限元模拟方法对各种材料结构制件进行模拟,以期达到对各种材料结构制件进行性能引导型设计和性能预测。本课题研究对各种材料结构制件进行可视化仿真模拟,选取了有限元软件ANSYS,并设计出了关于材料电磁场有效作用空间的计算模型。根据ANSYS帮助手册和高频磁场反射率、透射率和吸收率的计算原理,研究基于以传输线理论为基础的双端口算法,采用APDL编程实现了ANSYS电磁场数值模拟单元属性的赋予、材料属性的添加、几何模型的创建、体网格和面网格的划分、边界条件的加载、载荷的施加、分析类型的选择、结果数据的输出等全自动过程,计算了简单物体的电磁场效应。其主要目的是建立数值计算模型。应用波导结构模型:从计算模型的总长度、电磁波加载方式、计算模型的单元网格、平面波入射端口位置、平面波接受端口位置、Z+轴的空气缓冲区厚度确定、Z-轴的空气缓冲区厚度确定、Z+轴PML层厚度确定、Z-轴PML层厚度确定、边界条件及载荷施加等多个方面确定了数值仿真计算模型的合理性。计算机的实验表明,电磁场计算模型各个区域的厚度对于材料的电磁场效应计算的影响非常微弱,而各个区域的单元层数才是决定材料能否进行真实模拟的关键。其主要原因是在有限元的计算中,单元是一种电磁波的传播与衰减相互作用的载体,而这个模型的几何大小只能反映电磁波远场与近场之间的关系。通过对飞机前挡风透明曲面制件进行电磁场效应分析,基于APDL二次开发的计算机辅助系统,设计出一种计算特定曲面制件电磁场效应全新算法的计算模型,为曲面结构制件的电磁场分析提供理论依据。计算机实验和理论分析表明,使用双端口算法计算材料结构制件产生的电磁场效应是可行的。双端口算法的的主要优点之一就是不用考虑材料自身复杂的电磁场相互耦合的作用,只用从外部端口上来研究这些电磁波对材料结构制件的影响,大大简化了其研究的过程。有利于高频磁场数值的研究,对实际工程具有指导意义。