Maxwell电场仿真 高压输电线地面电场仿真，下图分别为模型电场强度分布云图、各时刻沿地面电...

Maxwell电场仿真 高压输电线地面电场仿真，下图分别为模型电场强度分布云图、各时刻沿地面电场强度分布，地面各点最大场强

根据提供的Ansys Maxwell 2D项目文件内容，以下是忠实于原始代码的功能说明：

项目概述

项目名称: Maxwell2DDesign1

仿真类型: 二维静电场分析（Electrostatic）

Maxwell电场仿真 高压输电线地面电场仿真，下图分别为模型电场强度分布云图、各时刻沿地面电场强度分布，地面各点最大场强

几何模式: XY平面

创建时间: 2023年10月27日

使用软件: Ansys Electronics Desktop 2022 R1

几何模型构成

主要部件

• 三个圆形导体（命名为A、B、C）
• 材料：铝（aluminum）
• 半径：10mm
• 初始位置：Y=20000mm高度
• 最终位置：
• A相：X=-5000mm
• B相：X=0mm
• C相：X=+5000mm

• 地面区域（Rectangle1）
• 材料：真空（vacuum）
• 尺寸：80000mm（宽）× 30000mm（高）
• 位置：Y=0mm至Y=30000mm

• 辅助几何体
• Polyline1：地面测量线（Y=2000mm高度，X=-30000mm至+30000mm）
• Rectangle2：非模型显示区域
• Point1：地面中心参考点（0, 2000mm）

边界条件设置

电压激励

采用三相交流电压系统，相位差120°：

• A相：500000sin((b)/3602*pi)V
• B相：500000sin((b-120)/3602*pi)V
• C相：500000sin((b+120)/3602*pi)V

边界类型

• Balloon1：气球边界（模拟无限远区域）
• Voltage1：地面零电位边界
• A、B、C：三相电压边界

参数化分析

扫描变量

• 变量b：角度参数（0°至360°）
• 扫描设置: LIN 0 360 10（线性扫描，37个点）
• 目的: 分析不同相位时刻的电场分布

求解器配置

基本设置

• 求解类型: Electrostatic
• 最大通数: 20
• 最小通数: 2
• 收敛误差: 1%
• 背景材料: vacuum

网格设置

• 全局方法: AnsoftTAU
• 曲面近似: 使用滑块控制（级别5）
• 局部加密:
• SurfApprox1：导线表面加密（级别9）
• Length1：地面区域最大网格500mm
• Length2：背景区域最大网格1600mm

后处理功能

场图显示

• Mag_E1: 电场强度模量云图
• 显示在Rectangle1地面上
• 颜色映射：彩虹谱
• 数值范围：0.2894至81540 V/m

• Mesh1: 网格显示图
• 显示剖分网格
• 比例因子：100%

数据报告

• Calculator Expressions Plot 1:
• 计算表达式：Mag_E（电场强度模量）
• X轴：Distance（沿Polyline1的距离）
• 参数：变量b（0°-360°）
• 显示所有37条曲线，不同颜色区分

动画功能

• Animation1: 参数b扫描动画
• 描述：Swept variable b
• 显示电场随相位变化的动态效果

材料属性

铝（aluminum）

• 电导率：38,000,000 S/m
• 相对磁导率：1.000021
• 热导率：237.5 W/(m·K)
• 密度：2689 kg/m³
• 杨氏模量：69 GPa

真空（vacuum）

• 相对介电常数：1
• 透明度：95%

项目特点

本项目通过参数化扫描完整模拟了三相高压输电线在完整周期内的静电场分布，重点分析地面电场强度变化，为输电线路设计和电磁环境评估提供数据支持。