基于B站视频手把手教你Maxwell-2D涡流场仿真-实心导体的集肤效应欧姆损耗和交流电阻整理的学习笔记，视频原作者为搞仿真的晴博。
为了节约流量，使网页更快打开，整理的笔记以文字为主，不会有太多图片，所以最好配合视频来看笔记
我使用的软件版本为2023R1，与原视频软件版本2022R1不同，也有个人操作问题，会使实验结果与原视频不同，一切以原视频为准。
背景介绍
当导体置于交变磁场中时，与磁场正交的曲面上产生闭合的感应电流，被称为涡流(Ebby Current)。这会导体内部电流分布不均匀，使电流集中在导体的表面，越靠近导体表面电流密度越大，越深入导体内部电流密度越小。这使得导体的电阻增加，这种现象被称为集肤效应(Skin Effect)。
透入深度(Skin Depth)指导体中的电流密度下降到表面电流密度的\(\frac{1}{e}\)（即0.368倍）时的厚度，其大小反映电磁场衰减的快慢。 \[d=\frac{1}{\alpha}=\sqrt{\frac{2}{\mu \gamma \omega} }\] 由公式可见透入深度\(d\)与电流角频率\(\omega\)、导体电导率\(\gamma\)与磁导率\(\mu\)成反比。
图1
集肤效应
集肤效应是电子电气产品中最常见的现象，有危害也有优点。它的应用也很广泛，例如应用在深槽笼型异步电动机中，通过其窄而深的电动机转子槽，可以提高电机起动时的转子电阻，进而提高起动转矩。
本次实验将对一个简单的实心导体进行2D涡流场仿真，并计算其透入深度、涡流损耗与交流电阻。
建模
Ansys Electronics Desktop，启动！！！
Maxwell 2D，启动！！！
首先画一个实心导体横截面，点击Draw菜单栏中的圆形图标画一个圆，Radius设为5mm。
再画一个空气域，点击Draw菜单栏中的Create
Region（红色边框空心正方体）图标，设置Percentage
Offset值为200，表示在已经画出来的几何模型基础上扩大200%的区域内建立空气域。
材料
在实心导体横截面的属性界面中，将其名字修改为“Conductor”，材料设置为“steel_1008”。
也可以自己创建材料，修改材料的磁化曲线。将材料属性中Relative
Permeability（相对磁导率）的类型设置为Nonlinear（非线性），点B-H
Curve即可一一输入数据修改其磁化曲线。
激励
再加一个电流，选取导体右键Assign
Excitation->Current，选择电流为14.14A（电流峰值为14.14A，相当于电流有效值为10A）。Phase（相位）0度，Type选择Solid（实心），Ref.Direction（参考方向）默认为正方向。
（2D仿真时没有Phase与Type，3D仿真时没有Phase与Ref.Direction，原因不明）
边界
再建一个气球边，用于模拟无限远处。右键仿真区域Selection Mode->Edge将选取模式改为边界，选中空气域的四个边。右键Assign Boundary->Balloon，确认后就可在Project Manager窗口Boundries->Balloon1看到这个气球边。
网格
仍然是边界选取模式，选中实心导体的边，右键Assign Mesh
Operation->Inside Selection->Skin Depth Layers
Based，弹出的窗口点击Calculate Skin Depth计算透入深度，Relative
Permeability相对磁导率设置为1200，Conductivity导体电导率已经导入，为2000000mhos/m不用改变，Frequency频率设置为Hz。确认后计算出的透入深度为1.45287918553816mm。
Number of
Layers修改为3。（这里要求每层对应的厚度，即透入深度除以层数要小于0.5mm）
求解
右键Project Manager中的Analysis->Add Solution
Setup，进入求解设置界面，收敛误差Percent Error修改为0.1%。
Solver选项卡下Adaptive
Frequency设置为50Hz。（这一项在我的界面没有，原因不明。）
点击菜单栏Maxwell 2D->Analyze All开始求解。
后处理
再看一下磁场分布，选中截面后右键Fields->B->Mag_B。
图2
磁通密度
在Project Manager窗口Create Fields Report->Rectangular Plot。弹出的窗口Context->Geometry选择Polyline1，X轴坐标保持默认Distance（距离），Y轴坐标选择Mag_B（磁通密度）。点击New Report就可生成随线段路径上的点的位置变化的磁通密度曲线，如下图所示（与原视频有出入，但总体趋势正确，越靠近边缘磁场越强）。
图3
磁通密度曲线
再看一下电流密度曲线，与上面的操作相同，Y轴坐标选择JAtPhase，点击New
Report即可。
（选项里没有JAtPhase，取而代之的是Jz，图像也完全不对，原因不明，这里就不放图像了。）
再看一下集肤效应欧姆损耗，可以右键Project
Manager窗口Results->Solution Data选择Loss选项卡，Solid
Loss一栏即为所求欧姆损耗。
（原视频结果为1.5175w，我这里是0，原因不明）
也可以用菜单栏Maxwell
2D->Fields->Caculator进入计算界面，单击Input栏的Quantity选择Ohm
Loss（欧姆损耗），Geometry（域）选择Conductor，点击Scalar栏下的积分符号，对欧姆损耗在导体范围内做积分。单击Eval即可得到导体欧姆损耗累计值为1.27362968169993w。
（原视频结果为1.5175w）
最后计算交流电阻，可以通过公式\(P_{AC}=I^2 * R_{AC}\)求得，其中欧姆损耗\(P_{AC}=1.27W\)，电流\(I=10A\)，求出交流电阻\(R_{AC}=0.0127\Omega\)。