磁场是看不见摸不着的，那么怎样画出磁场的形状、描绘磁场的走向呢？借助有限元模拟是很好的方式。

      有限元模拟也叫FEA仿真（Finite Element Analysis），是使用计算机利用复杂的数学方程、模型和公式对真实物理系统进行模拟，利用简单而又相互作用的元素（即单元），就可以用有限数量的未知量去逼近无限未知量的真实系统，目前在温度场，电场，磁场、力场，渗流场，声波场等领域已得到广泛的应用。常用的磁场仿真软件有ANSYS、ABAQUS、Comsol Multiphysics、JMAG-Designer，以EasiMotor。

      仿真软件上手相对不容易，除了要克服新软件使用的问题点，还要理解材料库中不同材料的磁性参数，而且由于磁场仿真相对小众，几乎所有的软件材料库中的永磁材料和软磁材料都不齐全，还涉及到可能要建立新材料，新材料的磁性参数、退磁曲线如何建立，这些都需要基于对材料本身和磁学基础知识的透彻理解。

      不同的FEA软件使用技巧可能不同，本文以ANSYS软件为例介绍做永磁体磁场有限元模拟的通常步骤：

1、选择设计类型。ANSYS软件有很多设计模块，即使专门的电磁场设计模块也包含了高频、电场、电路、静磁场的设计模块，表磁模拟通常选择静磁场模块。

2、建模。和2D、3D建模类似，把需要模拟的磁铁形状、位置、测试点绘制出来，也可以通过2D和3D绘图软件导入模型。

3、添加材料。所有材料都必须定义材料属性，否则会默认为真空或者出现运行错误，这里需要注意的是，永磁体需要定义磁化方向，磁化方向一般是以坐标系来定义。

4、设置计算域。合适的计算域很关键，不设置计算域会默认为整个空间都是计算域，这样虽然与实际情况是吻合的，因为磁铁周围可能确实没有其他干扰物质，但是这样会导致运算结果误差很大，且运算很耗时。

5、设置边界条件。设置边界是为了匹配计算域的设置，降低问题的复杂性，设置合理的边界可以帮助我们在计算中节省很多时间，不同的边界有不同的含义，通常静磁场仿真我们选择balloon边界（气球边界）。

6、设置激励源。这里当选择材料是永磁体时，系统会自动帮助我们选择magnetostatic静磁激励，如果需要仿真线圈磁场，需要添加电压或电流为激励源。

7、划分网格。网格划分只是意味着连接这些有限元的计算以创建网格结构，软件有自带网格划分，网格结构越密集，结果就越精确，也会越耗时。

8、添加求解设置。这里可以设置误差率和计算步数，系统也自带了默认设置。

9、添加求解运算。就是你想让这次仿真帮助你得到什么结果，是看磁力线走向，还是看磁场数据。

10、后处理。仿真结束后，可以查看磁力线图（标量或矢量）、各种云图、期初设置的需要仿真的数据和参量等等。

以上介绍仿真软件的使用步骤，接下来展示一些磁场的模拟图，帮助我们理解不同磁路的磁场分布。