第九章3-D静态、谐波和瞬态分析（节点法）9.1节点法（MPV）进行3D静态磁场分析3-D节点法磁场分析的具体步骤与2-D静态分析类似，选择GUI参数路径Main Menu>Preferences> Magnetic-Nodal，便于使用相应的单元和加载。
与2-D静态分析同样的方式定义物理环境，但要注意下面讨论的存在区别的地方。
9.1.1 选择单元类型和定义实常数对于节点法3 –D静磁分析，可选的单元为3D 矢量位SOLID97单元，与2D单元不同。
自由度为：AX,AY,AZ。
3D矢量位方程中，用INFIN111远场单元（AX、AY、AZ三个自由度）来为无限边界建模。
对于载压和载流绞线圈（只有SOLID97单元），必须定义如下实常数：速度效应可求解运动物体在特定情况下的电磁场，2-D静磁分析讨论了运动体的应用和限制，在3-D中，只有SOLID97单元类型能通过设置单元KEYOPT选项来考虑速度效应。
9.1.2 定义分析类型用与2D静态磁场分析相同的方式定义3D静态磁场分析，即，可以通过菜单路径Main Menu>Solution>New Analysis、或者用命令ANTYPE,STATIC,NEW来定义一个新的静态磁场分析；或者用ANTYPE,STATIC,REST 命令来重启动一个3-D分析。
如果使用了速度效应，不能在3D静态分析(ANTYPE,STATIC)中直接求解具有速度效应的静态直流激励场，而要用具有很低频率的时谐分析(ANTYPE,HARMIC)来完成。
9.1.3 选择方程求解器命令：EQSLVGUI：Main Menu>Solution>Analysis Options3D模型建议使用JCG或PCG法进行求解。
而对于载压模型、载流模型、或有速度效应的具有非对称矩阵的模型，只能使用波前法、JCG法、或ICCG法求解。
电路激励模型只能用稀疏矩阵法或波前法求解器。
9.1.4 加载和求解进入求解器：命令：/SOLUGUI：Main Menu>Solution3-D 静态MVP分析的载荷与2-D静态分析稍有些不同，但其菜单路径是一样的。
下面是关于3-D静态磁场分析的一些加载：该载荷用以定义磁力线垂直、磁力线平行、远场、周期边界条件、以及强加外磁场等载荷和边界条件，下表描述了各种边界条件相应的磁矢量势值：如果用INFIN111号单元表示模型无限远边界，则不用定义远场为0的边界条件。
用CE或CP命令或者相应的等效路径施加周期性或者循环对称条件。
对于外加磁场，定义不为0的各个分量AX，AY，AZ。
给单元组件加Maxwell表面和虚位移标志可参见第二章中的说明。
电压降（VLTG）用这些载荷定义绞线圈电压降。
在MKS单位制中，VLTG单位是伏特，电压降载荷只对使用了AX，AY，AZ，CURR自由度的SOLID97单元有效。
要得到正确的解，必须藕合导体所有节点的CURR自由度。
，Y，Z））电流段加节点电流载荷，在MKS制中，电流段单位为安培-米。
见第二章中的说明。
加电流到源导体，在MKS制中，电流密度JS单位为安/米2。
由于电磁分析的连续方程必须满足，所以此处施加的源电流密度必须是无散度的，这一点必须得到保证，如果有误，则SOLID97单元会解算出错误结果，并且不给出任何警告信息！在某些情况下，源电流密度的幅值和方向都是恒定的，自然满足无散度条件，此时就可用下面描述的BFE命令施加电流。
在其它很多复杂情况下，源电流密度的分布事先是不知道的，此时就需要先执行一个静态电流传导分析（见第13章），一旦确定下电流，就可以用LDREAD命令将其读入磁场分析中。
见第二章中的说明。
用工具条中的SAVE_DB按钮来备份数据库，如果计算机出错，可以方便的恢复需要的模型数据。
恢复模型时，用下面的命令：命令：RESUMEGUI:Utility Menu>File>Resume Jobname.db对非线性分析，求解分为二步：1.将载荷以斜坡加载的方式加到3到5个子步上去，每个子步用一次平衡迭代；2.在一个子步中求得最终解，这个子步需10次平衡迭代。
通过下面的命令完成：命令：MAGSOLV（将OPT域设为零）GUI：Main Menu>Solution>-Solve-Electromagnet>-Static Analysis-Opt &Solv离开求解器：命令：FINISHGUI:Main Menu>Finish9.1.8 计算电感矩阵和磁链使用LMATRIX宏命令可以计算线圈系统的微分电感矩阵和每个线圈的总磁链:命令：LMATRIXGUI：Main Menu>Solution>-Solve-Electromagnet>-Static Analysis-InductMatrix计算电感矩阵需要几个步骤，首先将线圈单元定义为部件，定义名义电流，然后在工作点执行一次名义求解，第11章有详细介绍。
9.2 后处理ANSYS和ANSYS/Emag程序将3D静态磁场分析的数据结果写入到Jobname.RMG文件中，结果数据包括：主数据：节点自由度（AX,AY,AZ,CURR）导出数据：·节点磁通量密度（BX,BY,BZ,BSUM）·节点磁场强度（HX,HY,HZ,HSUM）·节点磁力（FMAG: X,Y分量和SUM）·节点感生电流段（CSGX,CSGY,CSGZ）·单元源电流密度（JSX,JSY,JSZ）·单位体积生成的焦耳热（JHEAT）·等等。
进入通用后处理器/POST1，进行下列后处理操作：命令：/POST1GUI: Main Menu>General Postproc9.2.1 从结果文件中读入数据3-D矢量分析得不到通量线(磁力线)，但可利用磁通密度矢量显示来观察通量路径。
详见第二章。
在《ANSYS基本过程指南》的第5章和第12章中还详细介绍了怎样以图形的方式显示带电粒子在磁场中的轨迹对于载压和载流线圈，可以计算线圈电阻和电感。
每个单元都存储有电阻和电感值，对这些值求和就得到导体模型区的总电阻和总电感。
这通过单元表来实现，先选择导体单元，再用ETABLE, tablename, NMISC, n命令或它的等效菜单路径（n=16为电阻，17为电感），最后用SSUM命令或它的等效菜单路径对这些数据进行求和。
对于载压线圈（SOLID97的KEYOPT(1)=2）或电路耦合线圈（SOLID97的KEYOPT(1)=3）所计算的电感值仅在下列情况有效：·线性问题（导磁率为常数）；·模型没有永磁体；·模型只有一个线圈。
由多线圈组成的系统采用LMATRIX宏来计算微分电感矩阵和每个线圈的总磁链。
LMATRIX 宏的详情参见11章。
可以从后处理数据中计算许多其它感兴趣的项（例如总力、力矩、源输入能、电感、磁链和端电压）。
ANSYS为这些计算提供了如下宏命令：·EMAGERR宏：计算静电场或电磁场分析中的相对误差。
·FLUXV宏：计算通过一条封闭曲线的通量。
·FMAGSUM宏：对单元组件上电磁力求和。
·MMF宏：计算沿一条路径的磁动势。
·SENERGY宏：确定存储的磁能或共能。
这些宏更详细讨论见第十一章“磁宏”9.3 节点法（MPV）3D谐波磁场分析像ANSYS分析的其他类型一样，谐波磁分析要定义物理环境、建模、加载和求解、然后观察结果。
3 -D谐波磁分析的大部分过程都与2 -D谐波分析过程类似。
9.4建立3 -D谐波磁分析的物理环境除了以下将要描述的内容外，节点法3-D谐波分析的过程与第二章内所描述的过程类似。
节点法3 -D谐波分析使用SOLID62、SOLID97和CIRCU124单元。
在ANSYS基本分析过程指南和ANSYS建模和分网指南中对模型的建立有详细的介绍。
当你定义材料性质时，通常使用在第2章中所讨论的相同方法，即使用ANSYS材料库中现存的材料性质或ANSYS用户自定义的材料性质。
当进行一个节点法3-D谐波分析时，ANSYS程序提供一些选项来控制导体上终端条件。
这些选项包括在导体区增加不同的自由度（DOFs）。
在节点法3-D分析中，对于导体和终端，存在二种自由度选项：AX，AY，AZ，VOLT选项具有AX、AY、AZ、VOLT自由度设置的导体能模拟短路和开路二种情况。
VOLT自由度表示时间积分电势。
使用这种自由度设置，建立合适的感应（涡流）电流方向，电流将平行于未定义的导体边界和垂直于等电势边界流动。
可按下述方式建立短路条件：·在导体对称平面定义VOLT=0，这表示没有网路电位。
·对不接入电路的3-D结构，在一个节点处设置VOLT=0。
·赋予合理的磁通量平行或垂直边界条件。
可按下述方式建立开路条件：·对于对称结构，在一个平面设置VOLT=0，在另一个平面耦合所有节点。
·对于一般3-D结构，在一个节点设置VOLT=0。
·赋给合理的磁通量平行或垂直边界条件。
要模拟一个载流块状导体，可“切割”该导体，并在一个切割面设置VOLT=0，然后在另一面耦合VOLT自由度，且在一个节点输入励磁电流：命令：F，，AMPSGUI：Main Menu>Solution>-Loads-Apply>Electric-Excitation>-Impressed Curr-AX，AY，AZ，CURR选项AX，AY，AZ，CURR选项类似于2-D的 AZ+CURR选项。
在3-D分析中用它模拟一个电压供电绕线导体，CURR自由度表示线圈绕组每匝电流。
只有SOLID97单元可以模拟载压绕线圈，这种单元必须定义实常数来表征绕线导体。
大部分实常数的描述可参见第2章“2-D静磁分析”和第5章“3-D静磁分析（标量法）”。
在3-D分析中，还可定义下列线圈常数：·CARE（线圈截面积，它表示绕线圈的真实物理截面积）·TURN（线圈总匝数，它表示绕线圈绕组的总匝数）·VOLU（模型导体体积（并非真实体积，只是建立了分析模型的那部分体积））·DIRX，DIRY，DIRZ（表示电流流向的单位矢量）·CSYM（对称系数，它乘以VOLU就可得到实际的线圈体积）这些实常数的描述可参见图2：（1/8线圈模型）注意：线圈截面部分不能改变，通过用ESYS命令（Main Menu>Preprocessor> - Modeling -Create>Elements>Elem Attributes）定义单元坐标系的方式来简化电流方向的定义。