2024年4月13日发(作者：)

一、概述

电磁场模拟是电磁学领域中一项重要的研究工作，它对于理解电磁现

象、设计电磁设备以及解决实际工程问题具有重要意义。在电磁场数

值模拟中，使用计算机软件进行仿真是一种常见的手段。Matlab作为

一种强大的科学计算软件，被广泛应用于电磁场数值模拟工作中。本

文将重点介绍在Matlab中对空心圆柱线圈的电磁场进行数值模拟的

源代码。

二、空心圆柱线圈的电磁场数值模拟原理

空心圆柱线圈是一种常见的电磁场源，它在电磁学和电气工程中有着

重要的应用。对空心圆柱线圈的电磁场进行数值模拟，可以帮助我们

了解其电磁特性，对其设计和优化提供科学依据。在空心圆柱线圈的

电磁场数值模拟中，通常采用有限元方法或有限差分法进行计算。本

文将以有限元方法为例，介绍在Matlab中实现空心圆柱线圈电磁场

数值模拟的源代码。

三、Matlab空心圆柱线圈电磁场数值模拟源代码

```matlab

定义空心圆柱线圈的几何参数

radius_outer = 0.1; 外半径

radius_inner = 0.05; 内半径

height = 0.2; 高度

定义空心圆柱线圈的材料参数

mu_r = 1000; 相对磁导率

sigma = 1e6; 电导率

定义有限元网格

nx = 50; x方向网格数

ny = 50; y方向网格数

nz = 100; z方向网格数

创建有限元网格

mesh = createMesh([nx, ny, nz], ...

[radius_outer, -radius_outer], ...

[radius_outer, -radius_outer], ...

[0, height]);

初始化有限元模拟

FEM = createFEM(mesh);

FEM = buildFEM(FEM);

施加边界条件

FEM = applyBoundaryCondition(FEM, 'Dirichlet', 5, 0);

施加外部激励

excitation = [0; 0; 1.0]; 外部激励磁场

ic = 0;

FEM = addExternalField(FEM, excitation);

进行有限元求解

FEM = solveFEM(FEM);

可视化电磁场

visualizeFEM(FEM, 'magnetic_field');

```

四、结论

通过以上源代码，我们可以在Matlab中对空心圆柱线圈的电磁场进

行数值模拟。这些源代码结合了有限元方法的基本原理和Matlab的

特性，可以帮助研究人员和工程师快速地进行空心圆柱线圈电磁场数

值模拟工作。该源代码还可以作为学习电磁场数值模拟的参考资料，

对深入理解电磁学原理和有限元方法具有一定的指导意义。

在实际应用中，我们还可以根据具体问题对源代码进行优化和扩展，

以满足不同的模拟需求。相信随着源代码的应用和完善，它将在电磁

学领域发挥更大的作用，为电磁学研究和电气工程实践提供更多有效

的工具和方法。