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                    文章正文

                    http://192.168.2.249:8888

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                    http://192.168.2.249:8888篇一

                    工磁實驗報告

                    實驗報告

                    課程名稱:工程電磁場數值計算 指導老師:倪光正 成績:__________________ 實驗名稱: 實驗類型:________________同組學生姓名:__________

                    一、實驗內容

                    應用FEM解應用算題4-4,即解題要求之(3)由采用FDM改為采用FEM。

                    [提示]:據問題的對稱性,計算場域可歸結為D/2。

                    4-4 驗證數值解。 設一長直接地金屬槽,其三壁電位為零,頂蓋電位

                    (1)該問題的數學模型——邊值問題; ,如下圖所示。試求:

                    (2)證明其解析解為。

                    (3

                    )應用有限差分法求其電位函數

                    的數值解,并以解析解為基準,比較說明數值解的計算精度。

                    b=0.6a

                    二、實驗思路

                    本實驗可以參考例5-3,由RQAMG進行自動剖分,生成的數據作為通用程序EMF2D的輸入數據文件AGEN.DAT的主要組成內容,設置媒介特征參數CPM≈(真空的介電常數),激勵源密度SD=0.0。自編強制邊界條件子程序FB,設置NUMBER1為0,即可執行本題的解算過程。將所得數值解與解析解相比較,觀察是否滿足工程分析計算的精度要求。

                    三、實驗步驟

                    (1)該問題的數學模型——邊值問題;

                    (0<x<0.5a, 0<y<0.6a)

                    為了簡便計算,在接下來的實驗中皆把a視作1來處理,即對y

                    作的線性變換。

                    (2)證明其解析解為。

                    略。

                    (3)應用有限差分法求其電位函數的數值解,并以解析解為基準,比較說明數值解的計算精度。 使用書上附錄5.2 規則平面域的自動剖分程序進行自動剖分。設定x、y方向均為15等分,則RQAMGIN.DAT所輸入的原始數據信息為

                    1 0.00000 15 0.50000 1 0.00000 15 0.60000

                    由RQAMGOUT.DAT輸出的數據:256(N0), 450(E0), X(N), Y(N), NODEI(E), NODEJ(E), NODEM(E)則作為通用程序EMF2D的輸入數據文件AGEN.DAT的主要組成內容。關于強制邊界條件,子程序FB代碼如下:

                    SUBROUTINE FB (NX1,NY1,BNODE,BPTAL,LBN)

                    PARAMETER(LB=100)

                    PARAMETER(LND=700){http://192.168.2.249:8888}.

                    COMMON/XY/X(LND)

                    INTEGER BNODE(LB)

                    DIMENSION BPTAL(LB)

                    C LEFT BOUNDARY{http://192.168.2.249:8888}.

                    DO 1 I=1,NY1

                    BNODE(I)=I

                    BPTAL(I)=0.0

                    1 CONTINUE

                    C BOTTOM BOUNDARY

                    DO 2 J=1,NX1-1{http://192.168.2.249:8888}.

                    BNODE(NY1+J)=J*NY1+1

                    BPTAL(NY1+J)=0.0

                    2 CONTINUE

                    {http://192.168.2.249:8888}.

                    C TOP BOUNDARY

                    DO 3 M=1,NX1-1

                    BNODE(NY1+NX1-1+M)=(M+1)*NY1

                    BPTAL(NY1+NX1-1+M)=100*SIN(3.14*X((M+1)*NY1))

                    3 CONTINUE

                    {http://192.168.2.249:8888}.

                    LBN=NY1+2*NX1-2

                    RETURN

                    END

                    為與數值解相比較,輸入如下代碼計算每個點的解析解。

                    SH=100/(EXP(0.6*3.14)-EXP(-0.6*3.14))//解析解的系數

                    WRITE(6,612)(N,SH*SIN(3.14*X(N))*(EXP(3.14*Y(N))-EXP(-3.14*Y(N))),

                    *N=1,LASTND)

                    612 FORMAT(1X,'THE ANALYTICAL SOLUTION OF POTENTIAL--U ='/16(1X,16(I5,

                    *2X,F8.4)/))

                    四、實驗數據

                    以上為數值解部分結果。

                    以上為解析解部分結果。

                    誤差在千分之一數量級,滿足工程分析計算的精度要求。

                    五、心得體會{http://192.168.2.249:8888}.

                    作為一個用Matlab都不太溜的人,現在學習用Fortran77這種上古時代的語言解決工程問題簡直難如登天。平時的上機即使不懂抄抄書上的程序做做碼農還是可以混過去的,可最后的大程要是光抄書還是不行。于是我花了兩天從頭到尾把RQAMG和EMF2D看了個遍,終于看懂并且能夠修改條件、順利debug并最終做出結果。現在回過頭看其實題目真的很簡單,步驟很少,代碼大部分抄書,花時間這么多還是因為平時不夠努力,每次上機遇到了困難也不去好好想辦法解決而是逃避,在今后的學習中一定不能再犯這樣的錯誤。

                    工程電磁場數值計算這門課就要結束了。我收獲了很多,一是復習了上學期工程電磁場與波這門課的知識,并且理解更加深厚了些;二是切身體會到了計算機技術對于我們解決工程問題的巨大幫助,獲得了這么多實實在在的數據讓我很有成就感,我對學習本專業的知識,自學計算機知識的興趣頓時高漲。由此可見,學習工程電磁場數值計算這門課對于我們電氣工程學院學生益處多多,重要性是眾所周知,顯而易見的。

                    2015.11.11

                    附錄

                    EMF2DOUT.DAT輸出數據:

                    DATA STRUCTA FOR K:SL= 4336

                    THE NUMERICAL SOLUTION OF POTENTIAL--U =

                    1 0.0000 2 0.0000 3 0.0000 4 0.0000 5 0.0000 6 0.0000 7 0.0000 8 0.0000 9 0.0000 10 0.0000 11 0.0000 12 0.0000 13 0.0000 14 0.0000 15 0.0000 16 0.0000

                    17 0.0000 18 0.3687 19 0.7432 20 1.1294 21 1.5335 22 1.9617 23 2.4209 24 2.9183 25 3.4616 26 4.0596 27 4.7216 28 5.4580 29

                    6.2805 30 7.2021 31 8.2377 32 9.4061{http://192.168.2.249:8888}.

                    33 0.0000 34 0.8552 35 1.7239 36 2.6198 37 3.5570 38 4.5503 39 5.6154 40 6.7690 41 8.0294 42 9.4164 43 10.9519 44 12.6600 45 14.5677 46 16.7050 47 19.1051 48 21.8034

                    49 0.0000 50 1.2112 51 2.4416 52 3.7104 53 5.0378 54 6.4446 55 7.9531 56 9.5870 57 11.3721 58 13.3366 59 15.5113 60 17.9306 61 20.6325 62 23.6598 63 27.0599 64 30.8866

                    65 0.0000 66 1.5565 67 3.1376 68 4.7682 69 6.4739 70 8.2818 71 10.2203 72 12.3200 73 14.6140 74 17.1384 75 19.9331 76 23.0421 77 26.5144 78 30.4047 79 34.7749 80 39.6958

                    81 0.0000 82 1.9954 83 4.0223 84 6.1126 85 8.2994 86 10.6171 87 13.1022 88 15.7939 89 18.7348 90 21.9711 91 25.5539 92 29.5396 93 33.9910 94 38.9783 95 44.5795 96 50.8808

                    97 0.0000 98 2.3039 99 4.6442 100 7.0577 101 9.5826 102 12.2586 103 15.1280 104 18.2359 105 21.6315 106 25.3683 107 29.5051 108 34.1071 109 39.2469 110 45.0055 111 51.4735 112 58.7528

                    113 0.0000 114 2.5920 115 5.2249 116 7.9402 117 10.7808 118 13.7914 119 17.0195 120 20.5161 121 24.3363 122 28.5404 123 33.1945 124 38.3721 125 44.1548 126 50.6337 127 57.9112 128 66.1037

                    129 0.0000 130 2.9403 131 5.9270 132 9.0072 133 12.2295 134 15.6447 135 19.3067 136 23.2733 137 27.6069 138 32.3760 139 37.6557 140 43.5293 141 50.0894 142 57.4391 143 65.6941 144 74.9827

                    145 0.0000 146 3.1711 147 6.3923 148 9.7143 149 13.1895 150 16.8728 151 20.8223 152 25.1002 153 29.7741 154 34.9177 155 40.6120 156 46.9468 157 54.0221 158 61.9492 159 70.8530 160 80.8736

                    161 0.0000 162 3.3738 163 6.8008 164 10.3351 165 14.0324 166 17.9511 167 22.1530 168 26.7044 169 31.6771 170 37.1495 171 43.2079 172 49.9478 173 57.4756 174 65.9099 175 75.3837 176 86.0474

                    177 0.0000 178 3.5974 179 7.2516 180 11.0202 181 14.9626 182 19.1411 183 23.6216 184 28.4748 185 33.7772 186 39.6125 187 46.0727 188 53.2598 189 61.2871 190 70.2812 191 80.3835 192 91.7520

                    193 0.0000 194 3.7279 195 7.5146 196 11.4199 197 15.5054 198 19.8355 199 24.4785 200 29.5077 201 35.0025 202 41.0496 203 47.7443 204 55.1924 205 63.5113 206 72.8324 207 83.3023 208 95.0859

                    209 0.0000 210 3.8253 211 7.7110 212 11.7183 213 15.9105 214 20.3537 215 25.1181 216 30.2788 217 35.9172 218 42.1224 219 48.9922 220 56.6352 221 65.1719 222 74.7373 223 85.4823 224 97.5767

                    225 0.0000 226 3.9024 227 7.8663 228 11.9544 229 16.2311 230 20.7638 231 25.6242 232 30.8888 233 36.6409 234 42.9712 235 49.9795 236 57.7768 237 66.4860 238 76.2449 239 87.2082 240 99.5491

                    241 0.0000 242 3.9198 243 7.9014 244 12.0077 245 16.3034 246 20.8564 247 25.7384 248 31.0265 249 36.8042 250 43.1627 251 50.2024 252 58.0344 253 66.7826 254 76.5854 255 87.5986 256 100.0000

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