Tiêu chuẩn giải

Thông tin về tiêu chuẩn giải được hiển thị bên trái của convergence display.

Number of passes Hiển thị số bước đã hoàn thành

Target Error Hiển thị giá trị sai số phần trăm

Energy Error Hiển thị sai số năng lượng

Delta Energy Hiển thị sự thay đổi tổng năng lượng giữa hai cách giải  trong trường hợp này.

5.4.2 Hoàn thành giải pháp (Completed Solutions)

Thông tin về mỗi cách giải đa được hoàn thành được hiển thị bên phải của màn hình.

Pass Hiển thị con số của cách giải kết thúc. Trong hình trước. Tám bước đã được hoàn thành.

Triangles Hiển thị con số của hình tam giác trong mạng lưới cho một cách giải.

Total Energy (J) Hiển thị tổng năng lượng của một giải pháp là Joules.

Energy Error (%) Hiển thị sai số năng lượng phần trăm của cách giải kết thúc.

Mag Force (N) Hiển thị độ lớn của lực trong lõi thép là Newtons. Lực đã được tính sau mỗi bước.

5.5 Kết thúc quá trình giải (Completing the Solution Process)

Khi quá trình giải đã được hoàn thành, xuất hiện thông báo như sau:

Solution Processđã hoàn thành. Nhấp chuột vào Okđể tiếp tục.

5.6 Xem lại Convergence Data

Nếu convergence data không được hiển thị trên màn hình, nhấp chuột vào Convergence lại.

Chương V: Giải quyết vấn đề

Hình 5.3

5.6.1 Vẽ đồ thị từ Convergence Data

Mặc định, convergence data được hiển thị trong bảng định dạng giống như trình bày trong hình trước. Dữ liệu có thể cũng được hiển thị bằng đồ thị.

Để vẽđộ lớn của lực được tính suốt mỗi bước:

Nhấp chuột vào Convergence Display/Plot Force từ phần dưới của vùng hiển thị.

Chương V: Giải quyết vấn đề

Hiển thị dữ liệu bằng đồ thị thường thực hiện dễ hơn. Trường hợp ở trên, đường cong bắt đầu khựng lại sau mỗi bước giống như tổng lực bắt đầu để trở nên ổn định.

Tùy ý, sử dụng những lệnh khác ở dưới Convergence Display: Plot triangles, Plot total Energy, Plot Percent Error Energy, Plot Force.

5.6.2 Xem số liệu thống kê (Viewing Statistics )

Nhấp chuột vào Profile từ phần trên của menu Executive Commands để xem tính toán trong suốt quá trình giải.

Hình 5.5

Lần này quá trình giải bắt đầu hiển thị tại phần trên hộp. Theo sau thông tin được hiển thị cho mỗi bước cách giải field và mạng lưới các bước tinh vi mà được hoàn thành.

Chương VI: Phân tích giải pháp

CHƯƠNG VI

PHÂN TÍCH GIẢI PHÁP 6.1 Xem Force Solution

Bây giờ cách giải được hoàn thành, kiểm tra kết quả tính toán lực.

Để quan sát kết quả lực, nhấp chuột vào Solutions/Force. Giá trị lực cuối cùng được tính trong suốt quá trình giải xuất hiện dưới đây.

Hình 6.1

• Object mà được chọn để tính toán lực — trong trường hợp này, lực tính trên lõi thép  được liệt kê dưới Force Setup Objects.

• Kết quả của bài giải lực (hợp lực) được cho dưới Force Value đơn vị (newtons). Lực thực trên cuộn dây là khoảng chừng 55.3365 Newtons. Tác động theo chiều âm của trục z (đặt lõi thép vào cuộn dây từ tính). Không có hợp lực theo chiều r.

6.2 Truy cập Post Processor

Nhấp chuột vào Post Process/Nominal problem. Cửa sổ 2D Post Processor xuất hiện như hình 6.2.

Chương VI: Phân tích giải pháp

Hình 6.2

6.3 Vẽ đồ thị từ trường (Plot the Magnetic Field)

+ Nhấp chuột vào lệnh Post/Plot. Cửa sổ xuất hiện như hình 6.3.

Hình 6.3

+ Nhấp chuột vào bên cạnh Mag B để trở thành . + Nhấp chuột vào đồ thị xuất hiện như hình 6.4.

Chương VI: Phân tích giải pháp

Hình 6.4

6.4 Vẽ đồ thị cường độ điện trường

Để vẽđồ thị mật độ từ thông:

+ Nhấp chuột vào bên cạnh Mag H để trở thành . + Nhấp chuột vào đồ thị xuất hiện như hình 6.5.

Hình 6.5

6.5 Vẽ đồ thị B vector

+ Nhấp chuột vào bên cạnh B vector để trở thành . + Nhấp chuột vào đồ thị xuất hiện như hình 6.6.

Chương VI: Phân tích giải pháp

6.6 Vẽ đồ thị H vector

+ Nhấp chuột vào bên cạnh Hvector để trở thành . + Nhấp chuột vào đồ thị xuất hiện như hình 6.7.

Hình 6.7

6.7 Thoát khỏi Post Processor

+ Nhấp vào File/Exit từ xử lý dữ liệu nhập vào. Một cửa sổ với dấu nhắc sau đây xuất hiện.

Thoát khỏi Post Processor.

+ Nhấp chuột vào Yes. Cửa sổExecutive Command xuất hiện.

Phần III: Điện trường tĩnh

PHẦN III

Chương I: Giới thiệu chung

CHƯƠNG I

GIỚI THIỆU ĐIỆN TRƯỜNG TĨNH 1.1 Vấn đề tạo mô hình mẫu

Sau đây bắt đầu phần mềm và giới thiệu ở cửa sổExecutive Command. Bước chỉ dẫn này xuyên suốt trong quá trình cài đặt, cách giải, và phân tích đơn giản bài toán tĩnh điện. Bài toán ví dụ tiêu biểu, trình bày ở dưới

+ Hai mirostrip.

+ Substrate (chất nền). + Ground Plane (mặt đáy).

Hình 1.1

1.2 Thủ tụcchung (General Procedure)

Sau đây là thủ tục chung để mô phỏng bài toán.

+ Sử dụng lệnh Solverđể chọn những vấn đề dưới đây: Electrostatic Magnetostatic Eddy Current DC Conduction AC conduction Eddy Exial

+ Sử dụng lệnh Drawing để chọn toạđộ cho mô hình:

XY Plane Mặt phẳng toạđộ XY (tọa độ Dercat).

RZ Plane Mặt phẳng toạđộ RZ (tọa độ cực).

+ Sử dụng lệnh Define Model/Draw Model để truy cập 2D Modeler và dùng để vẽ mô hình. Cửa sổ2D Modeler xuất hiện như hình1.2.

Chương I: Giới thiệu chung

Hình 1.2

+ Sử dụng lệnh Setup Meterialđể chỉ định vật liệu cho tất cả các vật trong mô hình.

+ Sử dụng lệnh Setup Boundaries/Sourcesđểđịnh nghĩa đường biên và nguồn cho bài toán.

+ Sử dụng lệnh Setup Executive Parameter để chỉ định mô phỏng cho việc tính toán các vấn đề sau:

Matrix (điện dung, độ tự cảm, độ dẫn nạp, trở kháng, hay ma trận độ dẫn)

Force Torque Flux Linkage Current Flow

+ Sử dụng lệnh Setup Solution Optionđể đặt thông số cho quá trình giải. + Sử dụng lệnh Solve/Nominal Problem để giải.

+ Sử dụng lệnh Post Process/Nominal Problem để truy cập cửa sổ 2D Post Processor. Dùng để vẽđồ thị.

Chương I: Giới thiệu chung Yes

Yes

Yêu cầu lực, mô men, điện dung, độ tự cảm, độ dẫn nạp, trở kháng, từ thông móc vòng, độ

dẫn, hay dònh đổ vào được tính trong quá

trình giải quyết

Thiết lập giải pháp tiêu chuẩn chọn lọc mắt lưới

Giải pháp chung

Kiểm tra thông số giải: quan sát thông tin giải, hiển thị vùng đồ thị và ứng

Chương II: Tạo thiết kế cho microtrip

CHƯƠNG II

TẠO DỰ ÁN CHO MICROTRIP 2.1 Truy cập Maxwell Control Panel

Truy cập Maxwell, phải mở trước Maxwell Control Penal

Để bắt đầu Maxwell Control Panel, Ta thực hiện một trong các bước sau đây. •Sử dụng Start menu để chọn Programs/Ansoft/Maxwell.

•Nhấp phím trái chuột hai lần lên biểu tượng Maxwell.

Maxwell Control Panel xuất hiện như hình 2.1.

Hình 2.1

2.2 Truy cập Project Manager

Để truy cập Project Manager, nhấp chuột vào PROJECT từMaxwell Control Panel. Cửa sổProject Manager xuất hiện như hình 2.2

Chương II: Tạo thiết kế cho microtrip

2.3 Tạo một thư mục project

Để thêm vào thư mục Project, thực hiện lệnh trong Project Manager:

+ Nhấp chuột vào Add từ list Project Directeries. Hộp thoại Add a new project directory xuất hiện như hình 2.3.

Hình 2.3

+ Nhập vào tên thư mục cần thêm vào trong ô Alias.

+ Chọn Make New Directory gần phần dưới cùng của cửa sổ. + Chọn Ok.

Ta trở lại cho Project Manager, và tên thư mục nhập vào xuất hiện trong list

Project Directory.

2.4 Tạo một Project mới

Để tạo một project mới.

+Trong Project Manager, nhấp chuột vào New trong list của project. Enter project name and select project type xuất hiện như hình 2.4.

+ Nhập vào tên dự án mới vào trong ô Name.

+ Nếu Maxwell 2D Version 8 không xuất hiện trong ô Type, thì ta thực hiện như sau.

• Nhấp chuột vào nút danh sách trong ô Type. • Nhấp chuột vào Maxwell 2D version 8.

Chương II: Tạo thiết kế cho microtrip

Hình 2.4 + Tuỳ ý nhập tên trong ô Created By.

+ Nhấp chuột Ok. Cửa sổ Maxwell 2D xuất hiện như hình 2.5

Chương III: Truy cập phần mềm

CHƯƠNG III

TRUY CẬP PHẦN MỀM

3.1 Mở một project mới và chạy mô phỏng (Open the New Project and Run the Simulator) Simulator)

Để chạy Maxwell , nhấp chuột trái vào Open trong vùng project. Xuất hiện menu Maxwell 2D Executive Command.

Hình 3.1

3.2 Cửa sổ Executive Command

Cửa sổ Executive Command được phân biệt thành hai bộ phận: menu

Executive Command, vùng hiển thị.

3.2.1 Menu Executive Command

Menu Executive Command hoạt động cho mỗi bước tạo mô hình và giải thích bài toán mô hình. Ta chọn module qua menu Executive Command, và trở lại phần

Chương III: Truy cập phần mềm

miềm ở menu này khi ta đã hoàn thành. Ta cũng xem quá trình giải quyết qua menu này.

3.2.2 Vùng hiển thị

Vùng hiển thị cho thấy hình của project trong một cửa sổ mô hình hay giải pháp cho bài toán chỉ một lần giải quyết đã sinh ra. Từ khi chưa vẽ mô hình, vùng này trống.

Zoom In Phóng to. Zoom Out Thu nhỏ.

Fit All Làm đầy màn hình. Fit Drawing Hiển thị toàn bộ vùng vẽ.

Fill Solids Hiển thịđối tượng dưới dạng vật rắn. Wire Frame Hiển thịđối tượng dưới dạng khung dây.

Chương IV: Tạo mô hình

CHƯƠNG IV

TẠO MÔ HÌNH

4.1 Chỉ rõ loại giải pháp và mặt phẳng bản vẽ

Chọn Electrostatic trong ô Solver và chọn XY Plane trong ô Drawing như hình 4.1

Hình 4.1

4.2 Truy cập 2D Modeler

Để vẽ mô hình hình học, sử dụng mô hình 2D, mô hình cho phép ta tạo nhiều cấu trúc 2D.

Để truy cập 2D Modeler, nhấp chuột vào Define Model/ Drawing Model. 2D Model xuất hiện như hình 4.2.

Chương IV: Tạo mô hình

Hình 4.2

4.3 Mô hình microstrip (the microstrip model)

Sử dụng các kích thước sau đây, kích thước đã cho trong mils (bằng 1/6400 của 360 độ), để tạo mô hình hình học của microstrip ta sử dụng mô hình sau

4.4 Cài đặt bản vẽ (Set up the drawing region)

Bước đầu tiên chỉ rõ đơn vị bản vẽđể sử dụng trong việc tạo mô hình. Cài đặt miền bản vẽ:

• Nhấp phím trái chuột vào Model/Drawing Units. Cửa sổ Drawing Units xuất hiện như hình 4.2.

• Chọn mils từ list, và sau đó nhấp phím trái chuột vào nút Rescale to new units radio, nếu nó không được chọn.

Chương IV: Tạo mô hình

Đơn vị được thay đổi từ mm tới mils, và mils bây giờ xuất hiện gần UNITS trong thanh trạng thái tại phần dưới của sổ modeling.

Hình 4.2

4.5 Tạo mô hình

4.5.1 Tạo nền (Create the substrate) a. Vẽ một hình chữ nhật

Để tạo hình chữ nhật tượng trưng cho nền (substrate): + Nhấp phím trái chuột vào Object/Rectangle. + Nhập toạđộ (-20,0) vào ô U và V.

+ Nhập toạđộ (20,-4) vào ô U và V. + Nhấp Enter .

b. Gán tên và màu cho nền (substrate)

+ Kiểu nền (substrate) trong Name field. Đừng ấn Return. + Nhấp phím trái chuột vào ô vuông gần Color.

+ Nhấp phím trái chuột vào hộp màu xanh trong bảng màu.

Hình 4.3 + Nhấp Ok.

Bây giờ object xuất hiện trong vùng bản vẽ giống như trình bày sau đây. Object là màu xanh và có tên nền (name substrate).

Chương IV: Tạo mô hình

Hình 4.4

4.5.2 Tạo microstrip bên trái (Create the Left Microstrip)

Bây giờ ta có thể vẽ nền, vẽ microstrip bên trái. Bởi vì microstrip tương đối nhỏ so với nền. Ta cần phóng to nền và rồi sử dụng mục nhập bàn phím để vẽ microstrip.

a. Phóng to nền

Nhấp chuột vào lệnh Window/Change View/Zoon In.

Hình 4.5 b. Tạo hình chữ nhật

Để tạo hình chữ nhật:

+ Nhấp chuột vào Object/Rectangle. + Nhập toạđộ (-12,0.2) vào ô U và ô V. + Nhập toạđộ (-10,0) vào ô U và ô V. +Nhấn Enter.

Chương IV: Tạo mô hình

c. Gán một tên và màu

Đểđịnh nghĩa tên và màu cho microstrip trái: + Thay đổi Name của object.

+ Thay đổi Color của object là màu đỏ.

Hình 4.6 + Nhấp chuột vào Ok.

Nền và microstrip bên trái xuất hiện như hình 4.7.

Hình 4.7

4.5.3 Tạo microstrip bên phải (Create the Right Microstrip)+ Nhấp chuột vào Object/Rectangle. + Nhấp chuột vào Object/Rectangle.

+ Nhập toạđộ (10,0.2) vào ô U và ô V. + Nhập toạđô (12,0) vào ô U và ô V. + Nhấn Enter.

Đểđịnh nghĩa tên và màu cho microstrip trái: + Thay đổi Name của object.

+ Thay đổi Color của object là màu đỏ.

Hình 4.8

4.5.4 Lưu lại hình học (Save the geometry) Để lưu lại mô hình microstrip: Để lưu lại mô hình microstrip:

Chương IV: Tạo mô hình

Hình 4.9 +Nhấp Ok.

4.5.5 Tạo mặt đáy (Create the ground plane) a. Phóng to phần đáy của nền a. Phóng to phần đáy của nền

+ Nhấp phím trái chuột vào Window/ChangeView/Fit Drawing.

+ Nhấp phím trái chuột vào Window/Change View/Zoon In. Ta có thể cũng nhấp chuột vào biểu tượng trên thanh công cụ.

Hình 4.7 b. Tạo mặt đáy

+ Nhấp phím trái chuột vào lệnh Object/Polyline. + Nhập toạđộ (- 20, - 4) vào ô U và V. + Nhập toạđộ (20, - 4) vào ô U và V. + Nhập toạđộ (20,-4.2) vào ô U và V. + Nhập toạđộ (-20,-4.2) vào ô U và V. + Nhập toạđộ (-20,-4) vào ô U và V. +Nhấp Enter hai lần.

Chương IV: Tạo mô hình

c. Gán một tên và màu sắc

Đểđịnh nghĩa tên và màu cho microstrip + Thay đổi Name của object.

+ Thay đổi Color của object là màu đỏ. + Nhấp chuột trái váo Ok để hoàn thành lệnh.

4.5.6 Hoàn thành hình học (completed Geometry) Mô hình hình học đã hoàn thành bây giờ Mô hình hình học đã hoàn thành bây giờ

Nhấp phím trái chuột vào Window/Change View/Fit All để tất cả object trên màn hình và làm xuất hiện ‘as large as possible’. Hình đã hoàn thành bây giờ tương tự như hình 4.8.

Hình 4.8

4.7 Thoát khỏi 2D Modeler

Để thoát khỏi 2D Modeler:

+ Nhấp chuột vào File/Exit. Một cửa sổ xuất hiện, nhắc ta lưu lại sự thay đổi trước khi thoát.

+ Nhấp vào Yes. Hình dạng hình học đã lưu lại cho một ổ đĩa trong microstrip.djt thư mục project., và cửa sổ Executive Command xuất hiện. Một dấu check xuất hiện gần Define Model, cho biết bước này đã hoàn thành.

Chương V: Định nghĩa vật liệu

CHƯƠNG V

ĐỊNH NGHĨA VẬT LIỆU VÀ ĐƯỜNG BIÊN 5.1 Cài đặt vật liệu (Set Up Materials)

Để chỉ rõ đặc tính vật liệu cho object trong mô hình:

• Gán đặc tính perfect conductor cho cả hai microstrip và mặt đáy. • Gán FR4-epoxy cho nền.

Để gán vật liệu cho object:

+ Nếu cần thiết, thêm vào vật liệu với đặc tính của object trong mô hình cho vật liệu cơ sở.

+ Gán một vật liệu cho mỗi object trong mô hình như sau: • Chọn một object cho vật liệu riêng biệt.

• Chọn vật liệu thích hợp.

• Nhấp chuột Assignđể gán cho object được chọn.

Chú ý: Ta phải gán một vật liệu cho mỗi object trong mô hình.

5.1.1 Truy cập quản lý vật liệu (Access the Material Manage)

Nhấp chuột vào Setup Material. Cửa sổ Material Setup xuất hiện như hình 5.1.

Chương V: Định nghĩa vật liệu

5.1.2 Gán vật liệu cho Substrate

Để gán vật liệu cho substrate ta thực hiện như sau:

+ Nhấp phím trái chuột vào nền trong list Object, hay nhấp chuột trên substrate trong mô hình.

+ Nhấp chuột vào FR4- epoxy trong list Meterial. + Nhấp chuột vào Assign.

FR4-epoxy xuất hiện bên cạnh trong list Object.

5.1.3 Gán vật liệu cho microstrip và Ground Plane

Để gán vật liệu cho microstrip và đáy:

+ Nhấp chuột vào Mutiple Seclect tại phần cao nhất của cửa sổ, nếu không được chọn.

+ Làm một trong các bước sau đây để chọn bên trái, phải, và mặt đáy từ list

Object.

•Ấn và giữ phím Ctrl xuống, và rồi nhấp chuột vào mỗi tên Object. •Ấn và giữ phím Shift xuống và rồi kéo con trỏ bên trên tên Object. + Nhấp chuột vào perf-conductor trong list Material.

+ Nhấp vào Assign.

Microstrip và mặt đáy bây giờ đã được gán đặc tính của vật dẫn đầy đủ. Cũng vậy, perf-conductor xuất hiện gần tên của object này.

Backgroundđược gán vật liệu bằng mặc định.

5.1.4 Thoát khỏi Material Setup

Để thoát khỏi cửa sổMaterial Setup:

+ Nhấp chuột vào Exit trong cửa sổMaterial Setup. + Nhấp vào Yes.

Ta đã trở lại cửa sổ Executive Command. Một dấu kiểm xuất hiện gần Setup Material.

5.2 Hiển thị 2D Boundary/Source Manager

Để hiển thịBoundary Manager

Nhấp chuột vào Setup Boundary/Source. The 2D Boundary/SourceManager

Chương V: Định nghĩa vật liệu

Hình 5.2

5.2.1 Đặt điện áp trên microstrip trái (Set the voltage on left microstrip)