Методические указания к компьютерному моделированию

МОДЕЛИРОВАНИЕ ЭЛЕКТРОСТАТИЧЕСКОГО ПОЛЯ

КОАКСИАЛЬНОГО КАБЕЛЯ С ПОМОЩЬЮ ПРОГРАММЫ ELCUT

Коаксиальный кабель

По заданному напряжению U жилы кабеля, диэлектрической проницаемости ε=ε_rε₀ изоляции кабеля и геометрическим размерам R₁ - радиус жилы кабеля, R₂ - радиус оболочки коаксиального кабеля построить картину поля.

Кабель со смещенной жилой

Осуществить моделирование поля по аналогии с п. 1 предыдущего случая - кабеля без смещения жилы. Учесть величину смещения центра жилы кабеля относительно центра оболочки D.

Параметры модели

Методические указания к компьютерному моделированию

1. Открыть программу ELCUT Студенческий двойным щелчком мыши по ярлыку программы на рабочем столе
2. Создать новый файл командой Файл/Создать/Задача ELCUT или двойным щелчком по пиктограмме
3. Задать имя новой задачи, в дальнейшем присваивать это же имя всем файлам в рамках одной задачи.
4. Задать характер исследуемого поля – электростатическое, класс модели – плоская, расчет – обычный, единицы длины – сантиметры, система координат – декартовы координаты.
5. Приступить к построению геометрической модели поля коаксиального кабеля при помощи команды Файл/Создать/Геометрическая модель.
6. Задать геометрию окружностей оболочки и жилы кабеля. Задать 4 вершины на диаметрах жилы и оболочки - точки M,N,P,Q. Для этого щелкнуть правой клавишей мыши по окну Геометрической модели, выбрать из списка команду Вставка вершин/ребер. Выбрать команду Добавить вершиныщелчком правой клавиши мыши по рабочему полю. Задать координаты 4 вершин х=-R₁, y=0; х=R₁, y=0; х=-R₂, y=0; х=R₂, y=0 (вводить уточненные, измеренные в лаборатории, размеры модели). Изменить масштаб, чтобы на экране были видны все 4 точки. Выбрать в верхней командной строке команду Половина круга, соединить точки на диаметрах окружностей, не отпуская клавишу мыши.
7. Описать построенную модель с помощью меток при помощи пиктограммы . Выделение объекта производится двойным щелчком по объекту. Присвоить метку 1 – жиле кабеля (метка 1 присваивается и верхней и нижней частям окружности), метку 2 – диэлектрику между жилой и оболочкой кабеля, метку 3 – оболочке кабеля (метка 3 присваивается и верхней и нижней частям окружности).
8. В левом окне раскрыть строку Физические свойства, щелкнуть правой клавишей мыши по строке Метки блоков, выбрать команду Создать метку. Создать метку 2. Аналогично ввести метки ребер - 1 и 3.
9. Описать свойства блока 2, двойным щелчком по метке 2 раскрыть диалоговое окно. Задать диэлектрическую проницаемость – ε_r. Описать свойства ребер - жилы (U=10B) и оболочки (U=0B).
10. Построить расчетную сетку. Щелкнуть правой клавишей мыши по блоку 2 на геометрической модели, выбрать команду Сетка привязки. Выбрать шаг 0,01 м. Построить сетку щелчком по пиктограмме .

1. Сохранить задачи командой Файл/Сохранить как присвоив ему имя заданное в п. 3.
2. Решить задачу командой Задача/Решить. В качестве результатов расчета вывести картину поля с нанесенными векторами напряженности, цветную картину поля с указанием цветовой шкалы. Для этого щелкнуть правой клавишей мыши по области решения задачи, выбрать опцию картина поля.
3. Самостоятельно смоделировать кабель со смещенной жилой.