有限元方法在电磁场分析中的应用

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电磁场作为电磁学的一个非常重要的分支,对它的求解与分析的方法与手段一直是衡量这门学科的发展水平。从法拉第时代,场的提出到目前的场的量子化,电磁场都扮演着重要的角色。电磁场的不可见性且容易受到边界条件的影响,对它的求解与分析难度很大,传统的解析法现在也只能在教学等理论分析中应用,对于工程应用,只能使用数值方法对其模拟分析。有限元作为数值解法的一个强大的工具,在工程中的应用已经极为广泛。本文主要的目的就是把有限元的分析软件——ANSYS软件应用到电磁场的分析与求解当中,对电磁场进行可视化,以便于教学与分析。本文首先立足于电磁场的量化分析,得出关于电磁场基本性质的矢量方程。对比分析求解电磁场问题的四种主要手段,得出各种分析手段的优缺点与应用范围,从中也看出了有限元方法在电磁场分析的优势。最后,通过使用有限元软件——ANSYS软件对电磁学的实例进行模拟分析,与传统的分析手段对比,看出了ANSYS软件分析的准确性与便利性。同时也展示了ANSYS软件在电磁场分析应用中的基本方法与技巧。
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