【干貨分享】HFSS常見(jiàn)問(wèn)題解答第五季

2016-10-31 by:CAE仿真在線(xiàn) 來(lái)源:互聯(lián)網(wǎng)

ANSYS中國(guó)幾十位工程師根據(jù)十幾年的工程仿真實(shí)踐經(jīng)驗(yàn),走訪(fǎng)了國(guó)內(nèi)眾多科研機(jī)構(gòu),行業(yè)精英研發(fā)企業(yè),嘔心瀝血總結(jié)了《ANSYS軟件常見(jiàn)問(wèn)題與解答》,涉及結(jié)構(gòu)、流體、熱分析、高頻、低頻、系統(tǒng)與嵌入式軟件。此系列涵蓋工程仿真應(yīng)用中遇到的各種問(wèn)題:包括具體操作步驟、ANSYS軟件最新版本的新功能、各種簡(jiǎn)單高效的設(shè)計(jì)步驟。

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對(duì)于復(fù)雜的模型,當(dāng)物體之間存在復(fù)雜交疊(intersect)是,如何解決

A: 當(dāng)物體之間存在復(fù)雜交疊時(shí),分為以下三種情況:

如果是同類(lèi)屬性的材質(zhì)(如金屬或介質(zhì)),有部分交疊時(shí),需要在兩者材料中進(jìn)行相減布爾運(yùn)算,如圖1.21(a)所示,否則validation check時(shí)3D model將報(bào)錯(cuò) ;

圖1.21(a) 紅色和藍(lán)色部分交疊的物體圖1.21(b) 紅色被藍(lán)色物體完全包圍的物體
2.如果是異類(lèi)屬性的材質(zhì)(如金屬和介質(zhì)),有部分交疊時(shí),可在HFSS菜單中HFSS-> Design setting中勾選Enable material override選項(xiàng),如圖1.21(c)所示。此時(shí)金屬物體將優(yōu)先占據(jù)與其交疊的介質(zhì)區(qū)域,3D model check通過(guò)。

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圖1.21(c) 開(kāi)啟材料優(yōu)先設(shè)置

2如何減少天線(xiàn)帶天線(xiàn)罩問(wèn)題的計(jì)算量又能保證精度?天線(xiàn)罩的電磁仿真是典型的大規(guī)模計(jì)算問(wèn)題,通常需要和內(nèi)部的天線(xiàn)(陣)做一體化仿真。其計(jì)算量的來(lái)源主要包括:天線(xiàn)罩上的介質(zhì)薄層、天線(xiàn)罩所包含的電大尺寸空腔、天線(xiàn)(陣)。由于大部分天線(xiàn)罩同天線(xiàn)(陣)之間存在較強(qiáng)的近場(chǎng)相互作用,采用導(dǎo)入天線(xiàn)(陣)輻射場(chǎng)的方式會(huì)損失計(jì)算精度。在保證精度的前提下減少計(jì)算量的途徑有兩個(gè)個(gè):1)對(duì)于天線(xiàn)罩上厚度遠(yuǎn)小于波長(zhǎng)(比如 < 1/10波長(zhǎng))的介質(zhì)薄層采用“Layered Impedance Boundary”(分層阻抗邊界)進(jìn)行等效,如圖1.22(a)、(b)所示,該邊界條件可以不失真的考慮電場(chǎng)和磁場(chǎng)透過(guò)介質(zhì)薄層的變化,避免了實(shí)體建模產(chǎn)生的細(xì)小網(wǎng)格;2)對(duì)于天線(xiàn)罩內(nèi)和天線(xiàn)(陣)之間包含的空腔,可通過(guò)FEBI(FEM-IE的混合算法)算法在一定程度上減少計(jì)算量,如圖1.22(c)所示。

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圖1.22(a)

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圖1.22(b)

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圖1.22(c)

3在圓柱體側(cè)面的共形貼片天線(xiàn)如何建模?使用HFSS的纏繞功能wrap sheet可一次性將分離的多個(gè)平面以某一待纏繞物體的表面為參考面進(jìn)行纏繞操作,如圖1.23(a)所示,先將待纏繞的平面與被纏繞的物體(黃色圓柱體)相交(某一邊接觸即可,從HFSS2015開(kāi)始無(wú)需接觸也可纏繞)。

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1.23(a) 準(zhǔn)備纏繞前工作

通過(guò)modeler->surface->wrap sheet功能,一次性將貼片平面纏繞至圓柱體被纏繞體上。

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1.23(b) 一鍵纏繞

纏繞后的共形貼片天線(xiàn),完成建模,

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1.23(c)

4Project變量和Design變量如何定義,使用范圍有何區(qū)別?Project變量通過(guò)HFSS菜單欄上Project ? Project Variables ? Add的方法定義,Project變量屬于全局變量(Global Variables),該變量能適用于整個(gè)HFSS Project下包含的所有設(shè)計(jì)中。

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1.24(a)

Design變量通過(guò)HFSS菜單欄HFSS ? Design Propertities ? Add的方法定義,Design變量屬于局部變量(Local Variables),其僅在當(dāng)前HFSS設(shè)計(jì)中有效,不能使用于相同HFSS Project的其他設(shè)計(jì)中。

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1.24(b)

5如何自定義材料特性?HFSS材料庫(kù)之中包含了常用的介質(zhì)及金屬材料,如果用戶(hù)碰到一些特殊材料沒(méi)有在庫(kù)中定義,可以自行定義這種材料,定義的方法是在Modeler菜單中選擇Assign Material,然后在彈出的對(duì)話(huà)框中選擇Add Material,在彈出的參數(shù)定義對(duì)話(huà)框(如圖1.25所示)里輸入材料的參數(shù),并在左上角輸入所定義材料的名稱(chēng),點(diǎn)擊右下側(cè)Validate Material按鈕,可以檢查參數(shù)是否合理,如果沒(méi)有報(bào)錯(cuò),點(diǎn)擊Ok就把新材料添加進(jìn)了材料庫(kù)里,可以直接使用了。