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(shí)域求解器;在2014年底推出的HFSS V2015里面又新增了對(duì)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(gè)時(shí)域算法的區(qū)別與應(yīng)用。

DGTD算法的Transient求解

HFSS-Transient是HFSS的時(shí)域法瞬態(tài)求解器,最早推出于2010年底,這個(gè)求解器是基于間斷伽略金時(shí)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(shí)間上也采用了非均勻網(wǎng)格對(duì)時(shí)間步長(zhǎng)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(shí)能夠在有限的計(jì)算機(jī)資源下面求解更大的結(jié)構(gòu)和更寬頻的電磁場(chǎng)問題。

HFSS-transient典型應(yīng)用的領(lǐng)域包括采用脈沖激勵(lì)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(shí)激勵(lì)下的瞬態(tài)場(chǎng)顯示,時(shí)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(gè)新的時(shí)域瞬態(tài)求解器,這個(gè)求解器是基于時(shí)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(jì)算結(jié)果,并且時(shí)間步長(zhǎng)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(shí)域求解所需的時(shí)間。但是因?yàn)镕ETD需要在每個(gè)時(shí)間步長(zhǎng)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(shí)域的問題

片面的說法:相比頻域仿真,時(shí)域仿真“本質(zhì)上更快”。

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

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