HFSS求解器應(yīng)用詳解（三）Transient求解器

2016-09-24  by:CAE仿真在線  來源:互聯(lián)網(wǎng)

• 概述:

HFSS在2010年底的HFSS V13.0開就就推出了基于DGTD算法的Transient時域求解器;在2014年底推出的HFSS V2015里面又新增了對FETD算法的支持。今天小編為大家詳細(xì)介紹一下HFSS里面這兩個時域算法的區(qū)別與應(yīng)用。

• DGTD算法的Transient求解

HFSS-Transient是HFSS的時域法瞬態(tài)求解器,最早推出于2010年底,這個求解器是基于間斷伽略金時域有限元算法(DGTD),支持共形的非均勻四面體網(wǎng)格和自適應(yīng)網(wǎng)格加密技術(shù),除了在空間上采用非均勻網(wǎng)格,在時間上也采用了非均勻網(wǎng)格對時間步長進(jìn)行剖分和加密,因此在處理電大尺寸的瞬態(tài)仿真問題時能夠在有限的計算機(jī)資源下面求解更大的結(jié)構(gòu)和更寬頻的電磁場問題。

HFSS-transient典型應(yīng)用的領(lǐng)域包括采用脈沖激勵類型的仿真,如探地雷達(dá)、超寬帶天線、瞬態(tài)RCS、雷擊、靜電放電等, 短時激勵下的瞬態(tài)場顯示,時域反射阻抗(TDR),主要仿真目標(biāo)是電大尺寸結(jié)構(gòu)。

飛機(jī)的雷擊仿真

• FETD算法的Transient求解

HFSS-Transient在最新的HFSS V 2015版本里面基于DGTD,又推出了一個新的時域瞬態(tài)求解器,這個求解器是基于時域有限元算法(FETD),相比于老的DGTD算法,FETD隱式求解器可以提供無條件穩(wěn)定的計算結(jié)果,并且時間步長不受最小幾何結(jié)構(gòu)尺寸的約束,因此能夠大幅提升仿真效率,縮短時域求解所需的時間。但是因為FETD需要在每個時間步長上求解稀疏矩陣,因此需要消耗更多的內(nèi)存資源,在通常需要消耗的內(nèi)存可達(dá)到DGTD算法的4倍以上。因此通常FETD只能用來分析一些電小尺寸結(jié)構(gòu)的各種瞬態(tài)問題。

傳輸線的TDR分析

• 關(guān)于頻域和時域的問題

• 片面的說法:相比頻域仿真,時域仿真“本質(zhì)上更快”。

—對于具有弛豫時間的物理系統(tǒng)(如,核磁共振),時域響應(yīng)的iFFT 的確能快速的給出頻譜數(shù)據(jù)。

—對于弛豫時間等于“0”的數(shù)字系統(tǒng),頻域中的每個頻點(diǎn)都需要時域數(shù)據(jù),頻域求解器不需要等待系統(tǒng)“松弛”,此時的寬帶響應(yīng)對于頻域和時域都需要更大的計算量,時域和頻率兩種算法本質(zhì)上沒有孰優(yōu)孰劣。

• 正確的做法:在決定采用哪種求解器之前先問問你需要通過仿真得到什么結(jié)果,而非通過求解帶寬來進(jìn)行判斷。

時域和頻域可以得到不同的仿真結(jié)果

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