应用简介
ansoft Maxwell16是一款功能十分强大的电磁场3D仿真软件，该软件专门为从事相关行业的电气工程师量身定制，能够为用户提供专业的电磁仿真方案，可生成高精度的等效电路模型和其他电路模块，能够将复杂的电路和其组件模型相结合，以设计完整的高性能机电、机电一体化和电力电子系统，满足用户的电磁电路仿真需求，喜欢的小伙伴千万不要错过哦。
【功能介绍】
1、自动自适应网格剖分
maxwell 16的核心技术之一是自动自适应网格生成技术，可根据几何形状、材料属性和用户指定的收敛标准，即可获得精确的仿真结果。剖分过程使用稳健的体网格生成技术，并且包括多线程剖分功能，减少了对内存的使用，并缩短了求解时间。这种成熟的技术消除了构建和细化有限元网格的复杂性，并使先进的数值分析技术可以用于不同产品的仿真中。
2、高性能计算
结合ANSYS Electronics HPC， maxwell 16可以实现更大规模、更快且更高保真的仿真。ANSYS 远远不止是简单的硬件加速，还提供开创性的 求解器和 HPC加速 方法。这些方法可以充分调用电脑的多核资源，并且可以扩展整个集群，以便充分利用整个集群的优势。
1）时间分解法
时间分解法为电动机、平板磁性元件和电力变压器所需的完全的瞬态电磁场仿真提供更强的计算能力和速度。这项待审的专利技术使用户能够同时而不必依次求解所有时间点，同时可以将时间步分布在在多个内核、联网计算机和计算集群上，从而可以使仿真的能力和速度得到显著提高。
2）多线程
利用单台计算机上的多核，缩短求解时间。多线程技术加快了初始网格剖分、直接和迭代矩阵求解，以及场图的显示。
3）谱分解法
大多数电磁仿真都需要在一定频率范围内的结果，例如近场、远场和 s-参数。谱分解在计算内核上分配多个频点下的求解，从而加速频率扫描。用户可以将这一方法与多线程结合使用。多线程加速提高每个单独频率点的计算，而谱分解法可以并行计算多个频点。
3、系统和三维 FEA 建模
maxwell 16纳入 ANSYS Simplorer Entry，一种模型规模受限的多域仿真软件包，用于复杂机电系统、电力电子和驱动系统的设计。Simplorer 采用原理图的方式，再现并耦合电、磁、机械、液压、热和其他多域模型，从而快速准确地模拟电路和系统特性。
Simplorer 提供多种建模技术，如电路、方框图和状态机。它还支持多种建模语言，包括 VHDL-AMS、SML（Simplorer 标准语言）、Modelica 和 C / C ++。所有这些建模技术均可同时使用，满足用户创建模拟、数字和混合信号多域系统设计的需求。
maxwell 16可以独一无二地生成嵌套在 Simplorer 中的高保真 FEA 模型，从而让用户能够验证电磁部件的性能能否满足整体系统的要求。SCADE Suite 提供的嵌入式软件也可以集成到 Simplorer 中，以便使用硬件在环或软件在环仿真来验证数字控制系统。
4、多物理场
maxwell 16的电磁场求解器通过 ANSYS Workbench 与完整的 ANSYS 工程设计相组合。通过将电磁场求解器与其他求解器耦合，您可以验证多物理耦合现象，实现最为高保的真解决方案，从而消除可靠性的问题，设计安全有效的产品。ANSYS 仿真平台可以实现不同物理场求解器之间的数据传输，并处理求解器的数据交互，因此用户可以轻松地设置和分析复杂的多物理耦合特性，例如：
电磁-结构（支持变形网格回馈）
电磁-结构，（支持应力和应变回馈）
电磁-流体
电磁-结构-流体
电磁-结构动力学-声学
5、专家设计模块
Maxwell 为电机和功率变换器提供了两个专门的设计软件。
RMxprt——旋转电机专家设计软件
RMxprt 可以计算电机的性能、进行初始方案设计，并在数秒内执行数百个设计方案的分析。除了可以实现经典的电机性能计算外，RMxprt 还能够自动Maxwell有限元模型，包括自动生成几何形状、自动实现运动属性和机械属性设置、自动设置材料属性和铁磁芯损耗计算、自动设置绕组和激励，以便在 Maxwell 中进行详细的有限元分析。此外，RMxprt 还可以自动生成ANSYS Icepak模型，包括自动生成几何形状、自动设置相应的材料属性、自动设置边界和源条件，以便在 ANSYS Icepak 中进行详细的电子元件散热仿真。
PExprt——电子变压器和电感器专家设计软件
PExprt 基于模板的变压器和电感设计界面可以根据电压的波形或变流器的输入自动创建设计方案。自动设计的过程考虑了磁芯形状、尺寸、材料、间隙、线型和线规的所有组合，以及绕线方式，旨在寻求最优设计。PExprt 可创建Maxwell 模型，以便基于有限元分析评估电磁性能，用户能够查看磁芯中的磁通密度和绕组中的电流密度分布等值。
6、优化设计和参数化建模
参数化和优化设计是"仿真驱动产品开发"的关键因素。参数化分析让用户全面地认识基于设计变量的设计空间，从而可以做出更好的工程决策。优化算法让软件能够自动找到更好的设计。Maxwell 提供的参数化和优化设计功能包括：
1）参数化分析
用户指定的参数范围和步数
自动分析参数队列
跨硬件平台的自动仿真管理，以及参数表和研究的数据重组
2）优化设计
用户可选择的成本函数和目标任务，包括
准牛顿法
顺序非线性规划 （SNLP）
整数序列顺序非线性规划
3）灵敏度分析
旨在研究对以下方面敏感的灵敏度设计：
制造公差
材料属性
4）调优
用户通过可控的滑块来实时调优并显示结果
5）统计分析
设计性能分布vs参数取值
7、高级磁性材料建模
能否准确预测电机的性能通常取决于其部件的工作温度和负载。采用 Maxwell 的高级材料建模功能，可以准确地计算这些影响。
1）矢量磁滞建模
ANSYS Maxwell 采用矢量磁滞模型准确地预测软硬磁性材料和永磁体的小磁环和损耗。该模型可用于各向同性和各向异性材料建模、叠压和非叠压方式，以及当磁性工作点历史对设备性能具有显著影响时该设备中的铁磁材料的磁性特性。
2）考虑温度特性的永磁体
ANSYS Maxwell 的退磁分析功能使您能够研究延伸到第三象限的永磁体退磁特性。外部磁场和加热可以改变永磁体的磁性能，从而导致局部退磁。您可以结合这些影响，从而准确地预测机器的性能。
3）磁芯损耗
maxwell 16精确计算磁性材料中的磁芯损耗。由于材料供应商提供的材料参数与实际运行条件下的材料性能之间存在差距，所以很难预测叠压模型和电机中电磁特性的劣化。Maxwell 采用了可预测的、可靠的且易于使用的独特算法，可以考虑磁芯损耗对输出的影响。
4）磁致伸缩
基于 ANSYS Maxwell 和 ANSYS Mechanical 求解器之间的顺序耦合，设计人员可对磁致伸缩材料（磁性与机械应力和应变密切相关）材料进行建模。磁致伸缩特性在铁芯中摩擦发热，从而引起能量损失。在交流电流下，变压器铁心中的磁场交替变化，从而导致变压器中发出低沉的蜂鸣声。同样，对于旋转电机，作用在定子齿上的电磁力和磁致伸缩产生的应力都是形成噪音的主要原因。
8、设计自动化和定制化
ANSYS 使用户能够开发以有限元仿真为设计依据、满足任意设计流程的自动化设计工具。自定义的自动化设计能够让非专业人士正确使用仿真技术。Maxwell 的定制化开发功能基于开放的标准和记录完备的界面。例如，ANSYS Python 脚本工具用于开发自定义设计工具包，实现电机和电子变压器高级设计的自动化。
【软件特色】
1、低频电磁场仿真
您可以模拟运动磷态磁场、交变电磁场、静磁场、静电场、直流传导场和瞬态电场的应用。
2、自动、自适应网格剖分
按照用户指定的精度获得电磁仿真结果，最大化地减少手动网格设置。
3、高性能计算
利用我们具有突破性的HPC技术，可以实现更大规模、更快和更高保真的仿真。这些方法可以充分调用电脑的多核资源，并且可以扩展整个集群，以便充分利用整个集群的优势。
4、多域系统建模
用于分析系统环境中的电磁组件的集成化建模能力
5、多物理场
利用Maxwell与全套ANSYS工程设计组合的链接，模拟变形、温度分布、振动等。
6、专家设计模块
可以利用专家设计工具，在直观简单的设计界面下创建电机、变压器和电感器的模型。
7、优化和参数建模
能够快速识别关键设计参数的最佳值，并进行详细的灵敏度分析和统计分析。
8、先进的材料建模
可以模拟铁芯损耗、磁滞效应、磁致伸缩效应和永磁体的温度特性。
