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HFSS算法及应用场景介绍(三)

2020.9.28

混合算法(FEBI,IE-Region,PO-Region,SBR+ Region

前面对频率内的各种算法做了介绍并说明了各种算法应用的场景,很多时候碰到的工程问题既包括复杂结构物理也包括超大尺寸物理,如新能源汽车上的天线布局问题,对仿真而言,最好的精度是用全波算法求解,最快的速度是采用近似算求解,针对该问题,ANSYS公司将FEM算法、IE 算法、PO 算法、SBR+算法等融合起来,推出混合算法。在一个应用案例中,采用不同算法的优点而回避不同算法的缺点,可极大限度的提高算法的效率,以及成为频域内解决大型复杂问题的必备算法。

HFSS中FEM与IE可以通过IE Region与FEBI边界进行混合求解,FEM与PO、SBR+算法可以通过添加PO Region及SBR+ Region进行混合,混合算法的使用扩大了HFSS的使用范围。

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图9、FEM与IE混合求解与FEM对比

时域算法-transient算法

HFSS时域求解是基于间断伽略金法(discontinuous Galerkin method, DGTD)的三维全波电磁场仿真求解器,采用基于四面体有限元技术,能得到和HFSS频域求解器一样的自适应网格剖分精度,该技术使得HFSS的求精精度成为电磁场行业标准。这项技术完善了HFSS的频域求解器技术,帮助工程师对更加深入详细了解其所设计器件的电磁性能。

Transient算法支配方程见下图:

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图10、Transient算法支配方程

采用HFSS-Transient算法,工程师可利用短脉冲激励对探地雷达、静电放电、电磁干扰、雷击和等应用问题开展研究,还包括时域反射阻抗以及短时激励下的瞬态场显示也可以借助它来完成。

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图11、Transient算法应用场景

谐振分析-Eigenmode算法

谐振特性是每个结构都存在固有的电磁谐振,谐振的模式、频率和品质因子,与其结构尺寸相关,这些谐振既可能是干扰源的放大器,也可能是敏感电路的噪声接收器。谐振会导致信号完整性、电源完整性和电磁兼容问题,因而了解谐振对加强设计可靠性很有帮助。

Eigenmode算法支配方程见下图:

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图12、Eigenmode算法支配方程


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