Отправляет email-рассылки с помощью сервиса Sendsay

Компьютерное моделирование электромагнитных полей

Подписаться Бесплатная «Серебряная» новостная рассылка . Подписчиков 165 RSS
←   Февраль 2005   →
 1
 2
 3
 4
 5
 6
 7
 8
 9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
24
25
26
27
28


За последние 60 дней ни разу не выходила


Сайт рассылки: http://sites.google.com/site/komputernoemodelirovanie/
Открыта: 12-01-2005

Автор
Александр Бровко

Статистика

165 подписчиков
0 за неделю
←   Все выпуски   →

Компьютерное моделирование электромагнитных полей


Информационный Канал Subscribe.Ru

Здравствуйте, уважаемые подписчики!

 

С вами ведущий рассылки Александр Бровко. Сегодня в выпуске:

1. Информация для новых подписчиков рассылки.

2. Основные возможности пакета HFSS.

3. Основные возможности пакета CST Microwave Studio.

 

1. Информация для новых подписчиков рассылки.

На прошедшей неделе наша рассылка перешла в категорию Серебряных рассылок Subscribe.ru. В связи с этим число подписчиков значительно возросло. Это не может не радовать меня как автора рассылки. Вместе с тем это накладывает на автора больше ответственности.

Я приветствую новых подписчиков рассылки и хочу остановиться на некоторых организационных вопросах, чтобы вам было понятно, что это за рассылка и какие материалы в ней будут публиковаться. В кратком описании рассылки сказано, что в ней будут публиковаться материалы по программам электромагнитного моделирования устройств СВЧ и миллиметрового диапазонов, и в частности, по программе QuickWave-3D. Мое пристрастие именно к этой программе объясняется тем, что я занимаюсь консультационной и технической поддержкой Российских пользователей программы QuickWave-3D (кстати, если у Вас есть какие либо вопросы, относящиеся к этой программе, к оценке ее возможностей и целесообразности использования в конкретных приложениях, Вы можете обращаться непосредственно ко мне – все консультации абсолютно бесплатны). В связи с этим большая часть материалов рассылки будет посвящена именно этой программе. Но вместе с тем я считаю необходимым давать информацию и по другим программам электромагнитного моделирования для расширения общего кругозора подписчиков. В рассылке приветствуются дискуссии, относящиеся к программам электромагнитного моделирования. Если Вы захотите мне написать, то имейте в виду, что любое письмо я могу опубликовать в рассылке, если в тексте прямо не указано обратное. Если Вы хотите, чтобы подписчики узнали Ваш электронный адрес, он должен присутствовать в тексте письма.

 

2. Основные возможности пакета HFSS.

Пакет HFSS компании Ansoft основан на методе конечных элементов в частотной области и позволяет проводить расчеты следующих типов:

- вычисление распределения электромагнитного поля в трехмерной системе на заданной рабочей частоте;

- для открытых задач – расчет полей в ближней и дальней зонах излучения (диаграммы направленности излучателя);

- расчет характеристического импеданса и постоянных распространения для портов системы (подводящих волноводов);

- расчет S-параметров (матрицы рассеивания) для трехмерной электромагнитной системы;

- расчет собственных частот и соответствующих им полей собственных мод трехмерных резонаторов.

 

Во втором выпуске рассылки (от 23 января) мы рассматривали, чем отличаются методы в частотной области от методов во временной области, какие у них достоинства и недостатки. Мы говорили, что при использовании метода конечных элементов в частотной области разработчикам программ приходится прилагать дополнительные усилия, чтобы заставить программу выдать результаты для нескольких значений частоты, не проводя отдельное моделирование для каждого из значений заново. В пакете HFSS для этой цели используется аппроксимация Ланцоша-Паде. Не вдаваясь в технические детали, отметим, что полное решение в этом случае получается только для одной из точек частотного диапазона. Для других точек программа вычисляет требуемые характеристики (например, S-параметры) лишь приближенно. Такой способ расчета работает быстрее, чем если бы проводилось полное моделирование для каждой из точек по частоте, но все же существенно медленнее, чем расчет для одного значения частоты.

Процесс вычисления требуемых характеристик в пакете HFSS в значительной степени автоматизирован, то есть не требует от пользователя глубокого знания заложенных методов и особенностей их применения. С одной стороны, это удобно для начинающих пользователей, но с другой стороны, это требует значительных ресурсов ЭВМ, и прежде всего, времени счета. Так, например, для получения решения с заданной точностью в пакете используется адаптивный анализ. После задания конфигурации расчетной области и параметров расчета программа строит первоначальную конечноэлементную сетку и решает задачу на этой сетке. Затем полученное решение анализируется на предмет относительной ошибки в расчете электромагнитного поля для различных точек расчетной области (в пределах различных конечных элементов). В тех точках, где рассчитанное распределение поля не удовлетворяет требуемой точности, конечные элементы (тетраэдры) разбиваются на более мелкие элементы, и программа решает задачу с новой сеткой. Процесс повторяется до тех пор, пока не будет достигнут требуемый критерий точности. Это достаточно длительный процесс. При использовании пакета HFSS считается нормальным, если расчет одной конфигурации занимает несколько часов, или даже дней.

Отметим, что в прошлом году вышла в свет первая русскоязычная книга, посвященная работе с пакетом HFSS. Её выходные данные следующие:

Банков С. Е., Курушин А. А., Разевиг В. Д. Анализ и оптимизация трехмерных СВЧ структур с помощью HFSS. Издательство: Солон-Пресс, 2004 г., 208 стр., ISBN 5-98003-137-5

 

3. Основные возможности пакета CST Microwave Studio.

Пакет Microwave Studio компании CST может применяться для следующих типов расчетов:

- расчет параметров рассеяния в полосе частот для трехмерных электромагнитных систем;

- расчет параметров излучения для открытых систем;

- расчет собственных частот и полей собственных мод трехмерных резонаторов.

В качестве метода анализа в пакете используется метод конечных разностей в двух вариантах – во временной области и в частотной области. Анализ во временной области используется в том случае, если нужно получить параметры рассеяния или характеристики излучения системы в некоторой полосе частот. В этом случае в одном из портов системы задается волновой пакет в некоторой полосе частот, моделируется прохождение волнового пакета по системе, и по результатам прохождения вычисляются характеристики в заданной полосе частот. Анализ в частотной области предполагает задание возбуждения в одном из портов на фиксированной частоте, и поэтому результаты тоже получаются на одной фиксированной частоте. Если нужно получить результаты при нескольких значениях частоты, то анализ в частотной области приходится выполнять столько раз, сколько точек по частоте принимается в расчет. Анализ в частотной области целесообразно применять в двух случаях:

1) если анализируется система на достаточно низкой частоте и число конечноразностных ячеек не очень велико (меньше 50 тысяч). В этом случае частотный анализ может работать быстрее, чем анализ во временной области;

2) если анализируется система, в которой имеются сильные резонансы в рассматриваемой полосе частот, и при этом требуется получить характеристики системы только для нескольких дискретных значений частоты. Применение анализа во временной области для сильно резонансных систем встречает определенные сложности, связанные с длительным временем счета (на резонансных частотах система накапливает энергию и отдает ее потом очень медленно, и для получения достаточно точных результатов приходится ждать, пока в процессе моделирования энергия в системе не достигнет пренебрежимо малой величины).  

Для расчета сильно резонансных систем в программе также предусмотрен алгоритм, включающий себя анализ собственных мод трехмерной системы. Результирующее поле в этом случае строится как суперпозиция полей рассчитанных собственных мод системы. Для этого подхода также требуется использование анализа в частотной области для расчета электрического поля в портах системы для нескольких значений частоты.

Отметим, что пакет CST Microwave Studio, также как и HFSS, не требует от начинающего пользователя глубокого знания заложенных в него методов. Это проявляется в том, например, что после задания структуры расчетной области в программе предусмотрено автоматическое задание конечноразностной сетки с размерами ячеек, которые обеспечат достаточно точные результаты в заданном частотном диапазоне, а также адаптивное автоматическое измельчение сетки. Количество шагов по времени во время моделирования прохождения пакета также предлагается программой по умолчанию.

 

С уважением,

Ведущий рассылки Александр Бровко

mailto: brovkoav@gmail.com

http://www.intercom.ru/quickwave3d

 

 

http://subscribe.ru/
http://subscribe.ru/feedback/		 Подписан адрес:
Код этой рассылки: industry.soft.quickwave3d		 Отписаться
В избранное