在电磁产品的设计中,无法避免的要利用一些电磁理论的一些分析方法、工具。无论是电场、磁场理论基础仍是 麦克斯韦方程组。利用麦克斯韦方程组的经典解析算法可以对电磁场任意一点进行描述,因此从理论上是可以描述整个场特性的。但在实际中我们无法也不能用有限个点的描述,去替代对整个场描述。因此对于这种尴尬的局面近现代数学发展出了有限元算法,有限元算法是一种近似的工程算法,大致的理念是把整体的计算对象,分割成有限多个小区域,并假定在每个小区域内某个点的物理性质就是此区域的物理性质,而后利用叠加原理,把所有小区域进行加和,从而近似得到整体的物理特性。这与经典的微积分原理很相似。即便这样,人工计算也是几乎不可能完成的。计算机辅助计算便成为解决这类问题的重要方案。很多国家都相继开发出自己的电磁场有限元分析软件。
下面介绍几款优秀的电磁分析软件:
(一) 加拿大 Infolytica公司开发的Magnet、Elecnet等;
(二) 美 国 Ansoft公司(已被Ansys公司收购)开发的 Maxwell
(三) 英 国 Cobham 技术服务公司 开发的 Opera
这几款专业软件都基于有限元分析,功能强大,都具有2D和3D分析功能,使用方法也都近似,有 建模、划分网格、填充材料(磁特性、电特性、热学特性)、填充介质(磁、电、热学特性)、计算输出结果、结果的整理与可视化等步骤。由于算法的差别造成计算速度与计算精度也有所差别。
在使用软件进行有限元分析时,建模方式、划分网格、材料特性的掌握、以及电脑硬件的配置都会影响计算的最终结果以及精度。因此我们也很少使用有限元分析,除非对特定的或特殊要求的设计进行此种分析,分析结果也只做参考。对大部分产品采用比较保守的经验设计,或实物加实验的方法不断修正等办法加以设计。对电磁产品的设计方法我们依然有待提高,也欢迎感兴趣的朋友提出意见,或共同探讨。期盼您与我们联系!