请让我描述一下我想要实现的目标，最后我会提出我的问题。
我正在尝试设计一个内部可以有均匀磁场的小室。我想看看使用永磁体的设计在成本和结构方面是否可行。室内的体积约为 13cm x 13cm x 13cm。
我正在考虑使用铁或钢轭，如下图所示。我从supermagnete.de 的这篇文章中得到了这个想法。
下图是我当前设计的俯视图，绿色是块状磁铁，灰色是铁或钢：
为了降低施工成本，我打算用激光切割很多片，然后将它们堆叠起来，如下所示：
这是一个实验原型设计，我更关心场的均匀性而不是场强本身。
我的问题如下：这样的结构会产生一个相当同质的场吗？我担心磁铁的大小和片材某些区域的几何形状很重要，但我不完全确定如何为它们设计。
鉴于磁铁的技术细节，例如此数据表，我如何估算腔室内的场强？
考虑到这一点，是否有任何免费软件可以轻松模拟这种几何图形中的场？我可以用它来查看不同几何形状和磁铁的效果。
感谢您提前提供的所有帮助！
臂之间的区域中的磁场在方向上会相对均匀，但在强度上会不均匀。下面，我附上了一张我使用非常简单的模拟软件制作的现场图片（注意：这是一个非常简单的软件，仅供教学使用。其结果不一定代表现实）；请注意，当您向右移动时，左侧靠近永磁体的磁场强度更高（更白），而磁场强度更低（更绿）。
如果我稍微调整强度以更好地显示它，您还可以看到臂之间的场在幅度上远低于靠近永磁体的场：
这对你来说可能已经足够好了。或者它可能不会。就个人而言，我会使用亥姆霍兹线圈，只需要手动缠绕即可；这很乏味，但至少你只需要做一次。
查看以下三个位：
我想看看使用永磁体的设计在成本和结构方面是否可行。室内的体积约为 13cm x 13cm x 13cm。
为了降低建筑成本，我打算用激光切割许多片并堆叠它们
这是一个实验原型设计，我更关心场的均匀性而不是场强本身。
这个答案似乎你可以调整磁极边缘的形状来尝试获得更均匀的场强，如果你需要的话，场方向更均匀。
您应该考虑另一种方法，它通常是人们在需要产生一定体积的均匀磁场时采用的解决方案。你可以建立一个亥姆霍兹线圈。
在第一幅图像中，磁场在垂直方向，上下线圈的电流方向相同。
通过这种方式，您可以在相当大的音量上获得约 1% 的均匀度，并且只需一个旋钮即可调节强度
如果您需要取消地球的场，或者如果您希望能够将场指向任何方向，您可以构建三组互锁的赫尔莫兹线圈，并使用三个旋钮，您可以以任何您喜欢的方式指向场。
这是一个更高阶的三轴线圈组，它在每个轴上使用第二组线圈，以在更大的体积上进一步提高均匀性。在 Physics SE 问题中讨论了这些“补充”或“卫星”亥姆霍兹线圈如何使用？：
来自 NASA 视频MAVEN 磁力计的带注释屏幕截图
这是一个木制表格，您可以在上面看到三对互锁凹槽，用于三轴配置，用于向深空探测器水手 3 上的磁力计施加变化但均匀的场强和方向。它在 Space SE 问题中进行了讨论为什么水手 3 号的磁力计上有一个大木球吗？.
来源：照片编号 293-6619Ac。图片来源：NASA/JPL-Caltech。
你会得到一个字段。对于某些您可能无法识别的“相当”值，它将产生一个相当统一的字段。有 FEMM 求解器，有些是免费的，它会告诉你你会得到一个多么不均匀的场。这完全取决于您的规格，统一是指 +/- 10% 还是 +/- <1ppm（根据 MRI 的要求）？
你有一个强大的不对称轴，一侧有强磁铁和一块铁。这将使您的场地整体倾斜。
你有平面，所以场在一个微小的体积死点上是均匀的，并且向边缘下降。随着与中心的距离增加，您将能够通过减少面之间的距离来抵消这种影响，您的激光切割灵活性可能会派上用场。在混合解决方案中，您可以使用永磁体产生大部分场，然后使用“匀场线圈”（在 MRI 成像中称为）调整场形状以调整均匀性。
使用现代高磁场磁铁，您最好放弃返回磁场臂，而只需使用两个小型强磁铁阵列，它们通过自身的吸引力固定在两个分开的、面对面的扁平铁板上。然后可以通过调整磁体的密度或通过在末端添加铁来改变间距来将磁场调整到均匀。
即使是均匀磁场的亥姆霍兹线圈标准在精确中心以外的点也失效。它必须有多均匀？水或液氧等磁性物质会扰乱均匀性。底线：您无法在非零体积上获得均匀磁场，就像您无法获得绝对零温度一样。
