【干貨分享】HFSS常見問題解答第五季

2016-10-31 by:CAE仿真在線來源:互聯網

ANSYS中國幾十位工程師根據十幾年的工程仿真實踐經驗,走訪了國內眾多科研機構,行業精英研發企業,嘔心瀝血總結了《ANSYS軟件常見問題與解答》,涉及結構、流體、熱分析、高頻、低頻、系統與嵌入式軟件。此系列涵蓋工程仿真應用中遇到的各種問題:包括具體操作步驟、ANSYS軟件最新版本的新功能、各種簡單高效的設計步驟。

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對于復雜的模型,當物體之間存在復雜交疊(intersect)是,如何解決

A: 當物體之間存在復雜交疊時,分為以下三種情況:

如果是同類屬性的材質(如金屬或介質),有部分交疊時,需要在兩者材料中進行相減布爾運算,如圖1.21(a)所示,否則validation check時3D model將報錯 ;

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

圖1.21(c) 開啟材料優先設置

2如何減少天線帶天線罩問題的計算量又能保證精度?天線罩的電磁仿真是典型的大規模計算問題,通常需要和內部的天線(陣)做一體化仿真。其計算量的來源主要包括:天線罩上的介質薄層、天線罩所包含的電大尺寸空腔、天線(陣)。由于大部分天線罩同天線(陣)之間存在較強的近場相互作用,采用導入天線(陣)輻射場的方式會損失計算精度。在保證精度的前提下減少計算量的途徑有兩個個:1)對于天線罩上厚度遠小于波長(比如 < 1/10波長)的介質薄層采用“Layered Impedance Boundary”(分層阻抗邊界)進行等效,如圖1.22(a)、(b)所示,該邊界條件可以不失真的考慮電場和磁場透過介質薄層的變化,避免了實體建模產生的細小網格;2)對于天線罩內和天線(陣)之間包含的空腔,可通過FEBI(FEM-IE的混合算法)算法在一定程度上減少計算量,如圖1.22(c)所示。

圖1.22(a)

圖1.22(b)

圖1.22(c)

3在圓柱體側面的共形貼片天線如何建模?使用HFSS的纏繞功能wrap sheet可一次性將分離的多個平面以某一待纏繞物體的表面為參考面進行纏繞操作,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開始無需接觸也可纏繞)。

1.23(a) 準備纏繞前工作

通過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。

1.23(b) 一鍵纏繞

纏繞后的共形貼片天線,完成建模,

1.23(c)

4Project變量和Design變量如何定義,使用范圍有何區別?Project變量通過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HFSS Project下包含的所有設計中。

1.24(a)

Design變量通過HFSS菜單欄HFSS ? Design Propertities ? Add的方法定義,Design變量屬于局部變量(Local Variables),其僅在當前HFSS設計中有效,不能使用于相同HFSS Project的其他設計中。

1.24(b)

5如何自定義材料特性?HFSS材料庫之中包含了常用的介質及金屬材料,如果用戶碰到一些特殊材料沒有在庫中定義,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,然后在彈出的對話框中選擇Add Material,在彈出的參數定義對話框(如圖1.25所示)里輸入材料的參數,并在左上角輸入所定義材料的名稱,點擊右下側Validate Material按鈕,可以檢查參數是否合理,如果沒有報錯,點擊Ok就把新材料添加進了材料庫里,可以直接使用了。