2-D单元用矢量位方法（即求解问题时使用的自由度为矢量位）。因为单元是二维的，故每个节点只有一个矢量位自由度：AZ(Z方向上的矢量位)。时间积分电势(VOLT)用于载流块导体或给导体施加强制终端条件。
还有一个附加的自由度，电流(CURR)，是载压线圈中每匝中的电流值，便于给源线圈加电压载荷，它常用于载压线圈和电路耦合。当电压或电流载荷是通过一个外部电路施加时，就需要CIRCU124单元具有AZ、CURR和EMF（电动势降或电势降）这几个自由度。（关于电磁电路耦合的更详细信息，参见《ANSYS耦合场分析指南》）。 2.3静态磁场分析的步骤
静态磁场分析分以下五个步骤： 1.创建物理环境
2.建立模型，划分网格，对模型的不同区域赋予特性 3.加边界条件和载荷（激磁） 4.求解
5.后处理（查看计算结果）
下面将详细讨论这几个步骤，在本章末，还有一个螺线管电磁铁的2－D静态分析例题。这个例题是以ANSYS图形用户界面的方式来做的，并且还给出了相应的ANSYS命令格式。 2.3.1创建物理环境
在定义一个分析问题的物理环境时，进入ANSYS前处理器，建立这个物理物体的数学仿真模型。按照以下步骤来建立物理环境：
1、设置GUI菜单过滤 2、定义分析标题（/TITLE）
3、说明单元类型及其选项（KEYOPT选项） 4、定义单元坐标系 5、设置实常数和单位制 6、定义材料属性 2.3.1.1设置GUI过滤
如果你是通过GUI路径来运行ANSYS，当ANSYS被激活后第一件要做的事情是选择菜单路径：Main Menu>Preferences，在对话框出现后，选择Magnetic-Nodal。
因为ANSYS会根据你选择的参数来对单元进行过滤，选择Magnetic-Nodal以确保能够使用用于2-D静态磁场分析的单元。 2.3.1.2定义分析标题
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给你所进行的分析一个能够代表所分析内容的标题，比如“2-D solenoid actuator static analysis”，确认使用一个能够与其他相似物理几何模型区别的标题。用下列方法定义分析标题。
命令：/TITLE GUI:：
Utility Menu>File>Change Title 2.3.1.3定义单元类型及其选项
与其他分析一样，进行相应的单元选择，详细过程参见《ANSYS基本过程指南》。
各种不同的单元组合在一起，成为具体的物理问题的抽象模型。根据处理问题的不同，在模型的不同区域定义不同的单元。例如，铁区用一种单元类型，而绞线圈需要用另一种单元类型。你所选择的单元及它们的选项（KEYOPTs，后面还要详细讨论）可以反映待求区域的物理事实。定义好不同的单元及其选项后，就可以施加在模型的不同区域。
下面的表格和图形显示在2-D分析中存在两种不同区域。
DOF: AZ 空气 材料特性：MUr (MURX), rho (RSVX) (如要计算焦耳热) DOF: AZ 铁 材料特性：MUr(MURX)或B-H曲线(TB命令) DOF: AZ 材料特性：MUr (MURX)或B-H曲线(TB命令)，Hc(矫顽力矢量 永磁体 MGXX,MGYY) 注：永磁体的极化方向由矫顽力矢量和单元坐标系共同控制。
载流绞线
DOF: AZ 7
圈 材料特性：MUr(MURX) 特殊特性：加源电流密度JS(用BFE,,JS命令) 注：假定绞线圈内有不受外界影响的ＤＣ电流。可以根据线圈匝数，每匝中的电流和线圈横截面积来计算电流密度。
DOF: AZ,CURR 材料特性：MUr (MURX), rho (RSVX) 载压绞线圈 实常数：CARE,TURN,LENG,DIRZ,FILL 特殊特性：加电压降VLTG(用BFE命令)，耦合CURR自由度。 注：用单元PLANE53建模，外加电压不受外界环境影响。
DOF: AZ 运动导体 材料特性：MUr (MURX)或B-H曲线(TB命令), rho (RSVX) 8
实常数：VELOX,VELOY,OMEGAZ,XLOC,YLOC 注：运动物体不允许在空间上有“材料”的改变。 用PLANE13和PLANE53单元表示所有的内部区域，包括铁区，导电区，永磁体区和空气等。
模拟一个平面无边界问题，可采用2节点边界元INFIN9或4/8节点边界元INFIN110。INFIN9或INFIN110能模拟磁场的远场衰减，而且相对于给定磁流平行或垂直边界条件而言，远场单元可得到更好的计算结果。 大多数单元类型都有关键选项（KEYOPTs），这些选项用以修正单元特性。例如，单元PLANE53有如下KEYOPTs：
KEYOPT（1）选择单元自由度
KEYOPT（2）指定单元采用通用速度方程还是不计速度效应 KEYOPT（3）设定平面或轴对称选择 KEYOPT（4）设置单元坐标系类型 KEYOPT（5）说明单元结果打印输出选项
KEYOPT（7）保存磁力，用以与有中间节点或无中间节点结构单元进行耦合
每种单元类型具有不同的KEYOPT设置，同一个KEYOPT对不同的单元含义也不一样。KEYOPT（1）一般用于控制附加自由度的采用，这些附加自由度用来模拟求解区间内不同的物理区域（例如，绞线导体、大导体、电路耦合导体等）。关于KEYOPT设置的详细情况参见《ANSYS单元手册》。
设置单元关键选项的方式如下： 命令：ET
KEYOPT
GUI：Main Menu>Preprocessor>Element Type>Add/Edit/delete 2.3.1.4定义单元坐标系
如果你的材料是分层的（迭片材料），或者永磁材料的极性是任意的，那么定义完单元类型及选项后，还需要说明单元坐标系（缺省为全局笛卡尔坐标系），这首先要定义一个局部坐标系（通过原点坐标及方向角来定义），方式如下：
命令：LOCAL
GUI:Utility Menu>WorkPlane>Local Coordinate Systems>Create Local CS>At Specified Loc
局部坐标系可以是笛卡尔坐标系、柱坐标系（圆或椭圆）、球坐标系或环形坐标系。一旦定义了一种或多种局部坐标系，就需设置一个指针，确定即将定义的单元的坐标系，设置指针的方式如下：
命令：ESYS
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GUI: Main Menu>Preprocessor>-Attributes-Define>Default Attribs Main Menu>Preprocessor>Create>Elements>Elem Attributes Main Menu>Preprocessor>Operate>Extrude/Sweep 2.3.1.5定义单元实常数和单位制
单元实常数和单元类型密切相关，用Ｒ族命令（如R,RMODIF等）或其相应菜单路径来说明。在电磁分析中，你可用实常数来定义绞线圈的几何形状、绕组特性以及描述速度效应等。当定义实常数时，要遵守如下二个规则：
1. 必须按次序输入实常数，详见《ANSYS单元手册》中的列表。
2. 对于多单元类型模型，每种单元采用独立的实常数组（即不同的REAL参考号）。但是，一个单元类型可注明几个实常数组。
命令：R
GUI：Main Menu>Preprocessor>Real Constants
系统缺省的单位制是MKS制（米－安培－秒），你可以改变成你所习惯的一种新的单位制，但载压导体或电路耦合的导体必须使用MKS单位制。一旦选用了一种单位制，以后所有的输入均要按照这种单位制。
命令：EMUNIT
GUI: Main Menu>Preprocessor>Material Props>Electromag Units 根据所选定的单位制，空气的导磁率μ0＝4π×10效的图形用户界面路径）定义的值。
2.3.1.6定义材料特性
你的模型中可以有下列一种或多种材料区域：空气（自由空间），导磁材料，导电区和永磁区。每种材料区都要输入相应的材料特性。
ANSYS程序材料库中有一些已定义好材料特性的材料，可以直接使用它们，也可以修改成需要的形式再使用。ANSYS材料库中已定义好的材料如下：
材料 Copper（铜） M3 steel（钢） M54 steel（钢） SA1010 steel（钢） Carpenter steel（硅钢） Iron Cobalt Vanadium steel（铁－钴－钒－钢） 材料性质文件 emag Copper. SI_MPL emag M3. SI_MPL emag M54. SI_MPL emag Sa1010. SI_MPL emag Silicon. SI_MPL emag Vanad. SI_MPL －-7
H/M（在MKS制中），或μ0＝EMUNIT命令（或其等
该表中铜的材料性质定义有与温度有关的电阻率和相对导磁率，所有其他材料的性质均定义为B－H曲线。对于列表中的材料，在ANSYS材料库内定义的都是典型性质，而且已外推到整个高饱和区。你所需的实际材料值可能与ANSYS材料库提供值有所不同，因此，必要时可修正所用ANSYS材料库文件以满足用户所需。
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ANSYS电磁场分析指南-2D
