Analýza elektrického pole rovinného kondensátoru. Proveďte numerickou analýzu elektrostatického pole rovinného kondensátoru se dvěma dielektriky, tj. stanovte rozložení potenciálu a intenzity elektrického pole v prostoru mezi elektrodami. Trojrozměrný numerický model pro uspořádání dielektrik podle Obr. 1 vytvořte v prostředí ANSYS, určete počet uzlů a elementů sítě konečných prvků. Vyhodnoťte intenzitu a indukci elektrického pole v prostoru obou dielektrik, určete plošnou hustotu elektrického náboje na elektrodách, náboj na elektrodách, energii elektrostatického pole mezi elektrodami a kapacitu kondenzátoru.
Mesh Tool, Size Control Global Set, esize 0.002 dále zvolíme generaci
pravidelné sítě mapované síťování.,
zaškrtnout AREA. možné řídit počtem prvků (dělením
křivek) nebo maximální velikostí prvku (na křivce, ploše, objemu).
Ověření zadaných materiálových vlastností typů prvků, lze provést zapnutím číslování podle
čísla materiálu nebo čísla typu prvku., nabídce Elem/Attrib numbering
vybereme Material numbers (Element type num).002,
nastavit aktivní parametr pro Shape (tvar sítě) Quad (čtyřúhelník), Mapped, Mesh vybrat plochu.2 (transformátorový olej),
zavřít okénko pro zadávání materiálových vlastností. každé
ploše nastavíme zadané parametry vygenerujeme síť prvků následujícím postupem
Pro lepší orientaci modelu vhodné zapnout číslování ploch.
Neumannova (přirozená okrajová podmínka) podmínka nastaví všech hranicích oblasti
automaticky.5 (porcelán),
Relative permitivity, Constant, zadat hodnotu 2.
.
Dirichletovy podmínky (zadaný potenciál plochách elektrod) nastaví postupem
Loads, Define Loads, Apply, Electric, Boundary, Voltage, Lines, zadat číslo křívky, 000 V,
Loads, Define Loads, Apply, Electric, Boundary, Voltage, Areas, zadat číslo křivky, V. Použijeme druhý způsob
a maximální velikost prvků sítě nastavíme hodnotu 0...
Pro vytvoření sítě konečných prvků přiřadí jednotlivým plochám parametry materiál, typ
prvku, hustota sítě, požadavek mapovanou (pravidelnou) nebo „volnou“ síť.Modelování elektromagnetických polí 3
Vybrané prvky jsou PLANE 121 8-mi uzlový pro plochu εr1, PLANE 121 8-mi uzlový pro
plochu εr2. Pro více informací prvku PLANE 121 napište příkazového řádku help,121
Materiál dielektrika popsán jeho relativní permitivitou, zadává se
Material Props (materiál properties vlastnosti materiálu),
Material models, electromagnetics, (zadáváme konstantu pro každý nový materiál tj.. PlotCtrls, Numbering.
Zadání geometrie modelovaného problému plochu mezi elektrodami vymezíme dvěma
obdelníky rozměry l2
Modeling
Create (vytvoř), Areas (plochy), Rectangle (obdelník), dimension (pomocí rozměrů),
zadat -l1, a
Create (vytvoř), Areas (plochy), Rectangle (obdelník), dimension (pomocí rozměrů),
Zadat a
Takto vytvořené plochy nutno spojit zrušit pouze duplicitní (společnou) čáru, použít
můžeme například techniku „lepení“ Glue
Operate, Booleans, Glue, Areas označ myší obrazovce nebo zadáním jejich čísel plochy, které se
mají spojit..
Hustotu sítě můžeme definovat různým způsobem. PlotCtrls, Numbering. New Model),
Relative permitivity, Constant, zadat hodnotu 5.
Zadání Dirichletovy Neumanovy okrajové podmínky lze provést preprocesoru nebo
procesoru.
Meshing
Mesh Attributes, Picked Areas, vybrat plochu nastavit Materiál (číslo materiálu), Type Element
(vybrat element)
