磁場(chǎng)仿真是一種重要的工程和科研工具，在產(chǎn)品設(shè)計(jì)初期，通過(guò)仿真可以預(yù)測(cè)設(shè)備或組件在不同條件下的電磁性能，幫助工程師優(yōu)化設(shè)計(jì)，減少物理原型制作的需求，驗(yàn)證理論模型，從而節(jié)省時(shí)間和成本，通過(guò)仿真可以識(shí)別問(wèn)題根源，進(jìn)而提出改進(jìn)措施。以下以螺線管的仿真為例介紹磁場(chǎng)仿真。

一、構(gòu)建模型

螺線管其基本結(jié)構(gòu)為一個(gè)長(zhǎng)圓柱形的線圈，通常由導(dǎo)線圍繞一個(gè)中心軸纏繞而成。這個(gè)線圈內(nèi)部可以空心的，也可以包含鐵芯等磁性材料。當(dāng)有電流通過(guò)線圈時(shí)，根據(jù)電磁學(xué)原理，會(huì)在螺線管內(nèi)部及附近產(chǎn)生一個(gè)磁場(chǎng)。因此，構(gòu)建螺線管模型如下圖，線圈內(nèi)部為空心。

當(dāng)電流通過(guò)螺線管時(shí)，每個(gè)線圈產(chǎn)生的磁場(chǎng)相互疊加，尤其是在螺線管的中心區(qū)域，磁場(chǎng)幾乎沿軸向均勻分布。

構(gòu)建模型內(nèi)徑為：30mm，外徑：mm，長(zhǎng)度：300mm，匝數(shù)：1656匝。構(gòu)建好模型后，設(shè)置模型的材料屬性以及仿真參數(shù)后開(kāi)始仿真計(jì)算。

二、仿真結(jié)果

對(duì)計(jì)算結(jié)果進(jìn)行分析并優(yōu)化螺線管均勻區(qū)的均勻度，磁場(chǎng)云圖如圖1所示。

圖1 磁場(chǎng)云圖

沿長(zhǎng)度方向螺線管磁場(chǎng)分布如圖2所示，中心位置垂直長(zhǎng)度方向的磁場(chǎng)分布如圖3所示。

圖2 長(zhǎng)度方向螺線管磁場(chǎng)分布

圖3 垂直于長(zhǎng)度方向螺線管磁場(chǎng)分布

經(jīng)過(guò)計(jì)算，在150mm的均勻區(qū)內(nèi)，長(zhǎng)度方向螺線管均勻度為0.756%，垂直于長(zhǎng)度方向螺線管均勻度為0.0873%。

湖南省聯(lián)眾磁學(xué)儀器有限公司有專(zhuān)業(yè)的電磁仿真團(tuán)隊(duì)，團(tuán)隊(duì)有豐富的空間磁場(chǎng)設(shè)計(jì)和仿真，電磁鐵電磁閥等復(fù)雜磁路的仿真和實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，可為用戶(hù)提供全方位定制化產(chǎn)品。

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