電磁場與波ansys仿真的案例
CST STUDIO SUITE 2023 三維全波電磁場仿真軟件及教程分享
電磁仿真已廣泛應用于有線與無線通信、衛星、雷達、半導體與微波集成電路、計算機、汽車、航空航天等等領域，從毫米波電路，射頻電路封裝設計驗證，到 PCB 板，天線設計等等。電磁仿真計算在民用與軍用領域的系統設計及仿真預測等方面都發揮著越來越重要的作用。
達索系統于 2016 年先后收購德國電磁軟件 CST，及英國電磁及多物理場仿真軟件 Opera。隨著技術不斷的發展，達索系統 SIMULIA 的電磁解決方案，結合CST 成熟平臺已形成了 EMC 仿真領域中算法多、有效、精準的三維全波段電磁場仿真工具，覆蓋靜場、簡諧場、瞬態場、微波毫米場、光波直到高能帶電粒子的全電磁場頻段的時域頻域全波段仿真解決方案。客戶遍布國內外通信、電子電器、航空航天、船舶、汽車、國防等各領域。
CST 是一種高性能 3D EM 分析軟件包，用于設計、分析和優化電磁 （EM）部件及系統。
適用于整個 EM 范圍內各類應用領域的電磁場解算器全部包含在 CST 的一個用戶界面中。解算器可以結合使用以執行混合仿真，使工程師可以更靈活地利用高效、直接的方法，對包含多種部件的整個系統進行分析。與其他 SIMULIA 產品的協同設計允許將 EM 仿真集成到設計流程中，并從最早期階段開始推動開發流程順利進行。
EM 分析的常見目標包括天線及濾波器的性能和效率、電機和發電機中的電磁兼容性及干擾 （EMC/EM）、人體 EM 磁場暴露、機電效應，以及高功率設備的熱效應。
CST STUDIO SUITE 應用領域包括：
1. 微波射頻與光學（如天線設計與布局、雷達等）；
2. 電子設計/電子技術（如PCB板，線纜、封裝、連接器等）；
3. EMC/EMI （如整車電磁兼容/電磁干擾等）；
4. 近場和低頻問題（如電機、傳感器等）；
5.
展開 如何使用HPC技術實現電磁場全波模型的瞬態仿真
全波模型的仿真工作流程
與HPC計算資源結合
改進后的EM仿真方法與大規模高性能計算(HPC)充分結合，能夠實現完整PCB的全波精確度仿真。
其原理是通過電路仿真結果可以反向輸入到全波模型，以重現現實環境中的電磁場。此方法已經在現有機頂盒數字高速傳輸信道上得到驗證。
他們利用ANSYS HFSS將S參數模型轉換成類似SPICE的模型，并且鏈接到HFSS電路環境。根據相關結構、端口類型、寬帶S參數建模掃頻、網格設置以及收斂標準來定義適當的機頂盒類型與尺寸，使HFSS模型保持在可控的規模。瞬態仿真生成的眼圖和磁場與時域中的物理測量結果良好匹配。下一步是讓激勵回歸HFSS，以便重新計算EM場，這樣工程師能夠關注更重要的磁場。
采用默認設計、屏蔽和掩埋布線的平均磁場
評估合理的解決方案
工程師研究使用多種功能與物理布局方法，試圖尋求最安全合理的解決方案。他們將單元接口的轉換速率從5%提高到8%，從而進一步降低輻射電磁場；還實施了擴頻時鐘方法，在各種諧波上評估了在不同的諧波位置放置共模濾波器的效果。
展開 ANSYS Maxwell 低頻電磁場仿真全解析
ANSYS Maxwell 憑借其強大的功能和準確的仿真能力，成為低頻電磁場仿真領域不可或缺的工具，為各行業的產品研發和技術創新提供了重要的技術支持。
7/21 Ansys射頻芯片（RFIC）電磁場仿真技術介紹
射頻芯片（RFIC）因其工作頻率高、尺寸精細、結構復雜等特點，對其進行電磁場仿真和參數抽取長期以來都是芯片設計過程中的重要挑戰，射頻芯片設計師一直在追求能夠對大規模、高集成度的射頻芯片進行更高效更精準的電磁場仿真解決方案。Ansys最前沿的射頻芯片電磁場仿真技術可以使仿真無縫集成到芯片EDA設計流程中，綜合設計功能幫助設計師快速找到多種形式傳輸線、螺旋電感等無源結構的最佳設計，其獨有的電磁場求解引擎可以針對芯片特有的3D結構實現高達110GHz頻率的高效率高精度參數抽取，同時滿足最嚴苛的容量要求，從而幫助設計師在密集走線、電容器陣列和有源器件上對芯片整體的電磁場性能進行仿真，設計師也可以選擇使用業界標準的3D電磁場求解引擎HFSS對芯片的關鍵部分進行高精度仿真驗證。而且Ansys具有強大的Post-LVS RLCK抽取功能，可提供前所未有的容量，使設計師分析極其復雜的版圖，輕松獲得大型數字總線和敏感RF走線之間的復雜電磁分布和耦合結果，在Sign-off階段準確預測芯片內潛在的電磁干擾情況。
會議大綱：
1. RFIC的完整的電磁場仿真重要性
2. Ansys完整電磁場仿真解決方案-HELIC
3. HELIC內置四大平臺介紹與實例
4.
展開 
【1月18-21日 北京】“ANSYS-Maxwell電磁仿真及多物理場” 工程應用
一、課程背景：
眼下電磁和機電設備設計工程師們正面臨持續增長的競爭壓力：產品要小型化、更安全可靠、更高效，成本要降低。長期的實踐證明：通過借用仿真軟件能大幅降低原型機測試和生產成本；ANSYS Maxwell是工業界領先的電磁仿真軟件，能滿足機電產品工程師的仿真設計需求，提升高品質產品設計能力。
ANSYS多物理場解決方案能幫助工程師單獨和綜合分析多種物理力的效果，從而根據需要得到最高保真度的解。ANSYS能夠提供博大精深、經過實踐驗證的求解器技術。將上述求解器技術應用于多物理場仿真，是許多工程師下一步工作的選擇。
Maxwell已集成到ANSYS先進的仿真平臺Workbench中，Workbench獨特的項目圖形化界面把整個仿真過程緊密結合在一起，完成復雜的多物理場耦合分析，通過電磁場與電場、電磁場與熱場和電磁場與結構等物理場相互耦合分析產品，可以在產品設計階段就能減少產品問題。為此特舉辦“ANSYS-Maxwell電磁仿真及多物理場”工程應用培訓。
二、增值服務：
贈送定制U盤一個；
同一單位2人報名享受9折優惠；同一單位3人以上（含）報名享受8.5折優惠；
課程結束后可領取該課程課件、配套CAE模型及10套相關學習資料；
參訓學員或企業針對課程相關問題在課程結束后也可以得到老師的解答與指導（郵件、微信、電話），作為培訓講授的補充。
三、授課專家：
主講老師均來自著名高校、科研機構及企業的高級專家和高級工程師，長期從事CAE仿真領域的教學科研工作，從事多項國家重點研發計劃項目，具有資深的技術底蘊和專業背景，擁有豐富的科研及工程技術經驗。
展開 【12月4-5日 上海】ANSYS官方培訓—電機多場耦合仿真（電磁、流體、振動、噪聲耦合分析）
電機多場耦合仿真（電磁、流體、振動、噪聲耦合分析）
培訓背景
電機，特別是現代高效能電機和新型永磁電機，作為工業領域最為重要的電能轉換設備，其直接/間接用電量占到了工業領域總用電量的近75%，如何在電機方案設計前期有效提升產品的效率？如何在保證效率的同時綜合提升電機的散熱性能指標？如何優化電機振動和噪音？如何盡可能的壓縮產品開發周期、降低產品的開發成本？上述問題嚴重制約著電機研發、設計企業和研究院所的長期穩定發展，以及產品的核心競爭力提升。
為了推進中國電機設計企業和院所的產品設計能力提升、解決電機設計工程師在實際設計中面臨的工程問題；同時，也為了讓廣大電機設計工程師更好的使用軟件，普及ANSYS電機多物理場耦合分析高級功能， ANSYS公司（原廠）特定于12月4日在上海開辦 “電機多場耦合仿真（電磁、流體、振動、噪聲耦合分析）”專題班，幫助您全面了解ANSYS軟件最新功能與使用技巧，解答您在軟件使用中的疑惑與問題，并將上述軟件的各項功能靈活高效地應用于仿真中，解決目前一些研究熱點中的仿真難題，提升高效電機產品研制和設計效率。
培訓合格者發放ANSYS技術培訓認證證書。
展開 COMSOL Multiphysics電磁場與多物理場耦合仿真
200元優惠
優惠二：報名兩人及以上每人可享受200元優惠
授課老師閻老師，來自國內知名科研院校，國家重點實驗室成員，有將近十年的comsol仿真經驗，主要擅長電磁、電磁熱、電磁熱流、磁流體、電磁結構、等離子體、激光、聲場等多物理場耦合建模仿真，歡迎廣大學員帶著自己的科研問題一起探討解決
祝各位在科研的道路上勇于探索，攻堅克難 實現科研夢！
通過仿真分析電磁表面波
仿真提供了激勵表面等離激元的替代方法。一個例子是使用電點偶極子源。回想一下，由于波矢量不匹配，表面等離激元 不能被自由空間光激發。然而，點偶極子產生的近場包含具有矢量的分量，這使得表面等離激元被激發。還可以通過執行此類模擬并從場分布中提取表面等離激元波長來繪制表面等離激元色散。下圖突出顯示了這種類型的仿真，可以觀察到清晰的場振蕩。
石墨烯表面等離激元被在 y 方向上取向的電點偶極子激勵。
結束語
如前所述，表面等離激元只是眾多特殊類別的表面波之一。電磁表面波仍在進行深入研究，其可觀察到的現象超出了本文的范圍。例如，一些各向異性材料，如 MoO3，可支持單向表面聲子偏振子。這是因為在某個頻率下，只有一個面內方向的介電常數為負。在下面的動畫中，我們可以看到這樣的情況，其中 MoO3SiO2 上的板坯襯底由電點偶極子激勵。表面聲子偏振以表面等離激元特有的“蝴蝶”模式傳播，例如石墨烯，其中發射的表面等離激元各向同性地傳播。
各向異性表面聲子偏振子在 MoO3 中的傳播板坯由電點偶極子激勵。
通過利用 COMSOL Multiphysics 中的功能，例如電點偶極子節點和 邊界模式分析研究，我們可以通過多種不同的方式對電磁表面波進行建模，并探索相關的豐富現象。
本文內容來自 COMSOL 博客
展開 探秘電磁奧義 | CST電磁場仿真在智能汽車設計中的應用
為什么智能汽車行業比以往更需要需要電磁仿真？
智能汽車中的高級駕駛輔助系統利用攝像頭、激光雷達等各種技術來確保安全舒適的駕駛體驗，各類傳感器更是未來實現自動駕駛的基石。在這些技術中，雷達在探測和跟蹤物體方面發揮著至關重要的作用。
當集成到車輛中時，雷達的性能會受到車身及其附近其他部件的影響，包括保險杠、底盤和電纜等。保險杠的材料、形狀和厚度以及周圍的散射部件傳感器對雷達的性能影響很大。
在這種需求下，CST電磁和多物理場仿真是不可或缺的。在虛擬環境中驗證汽車雷達設計。研究各類傳感器集成到車輛中時的性能影響，在實際原型準備好之前模擬現實條件進行仿真分析，有助于在產品開發階段盡早納入設計變更并節省成本。
在下圖我們可以簡單對比仿真是如何為企業節約時間和成本的：
CST能做到什么？
對于智能汽車的天線和傳感器組件優化，達索CST（電磁和多物理場仿真軟件）工作室套裝，能夠對天線元件的輻射特性進行仿真，減少實驗室中的測試，可以輕松實現以下兩個方面的仿真：
1、在多層射頻板上設計饋電結構和輻射元件的布局。
2、建立匹配的天線罩，同時瀏覽復雜的綜合傳感器模型，其中包括射頻板、天線罩、封裝、數據連接器、外殼和其他組件。
CST 中的時域 – FIT 技術是一種功能強大且多功能的求解器，可以在單次運行中進行高精度模擬，因此可以非常有效地解決傳感器開發中的上述挑戰。
CST仿真驗證汽車保險杠對雷達的影響
因為雷達和其他傳感器常被安裝在汽車的保險杠中，傳感器和保險杠之間存在的干擾也是重點仿真對象。保險杠具有復雜的多層結構，以塑料、金屬構成的基礎層上噴涂有底漆。
展開 CST電磁場仿真軟件介紹 衡祖仿真
CST (Computer Simulation Technology) 是一種廣泛應用于電磁場仿真中的軟件工具。它能夠模擬各種電磁現象，包括微波傳輸、射頻和毫米波技術、光學系統和電子裝置等。
CST電磁場仿真軟件的優點之一在于其用戶友好的界面，它通過圖形化界面支持簡單易用的操作模式，使得用戶可以快速進行仿真分析。此外，CST 還有許多強大的功能，比如自適應網格技術，能夠按需創建更精細的網格，從而提高仿真精度。
CST電磁場仿真軟件在電子、通信和其他行業領域都有著廣泛的應用。在無線通訊領域，CST 能夠模擬天線和微波器件，預測其性能和行為。在電子制造領域，CST 可以模擬印刷電路板（PCB）和芯片技術，優化其設計和生產流程。此外，CST 在醫療和生物技術方面也有著重要的應用，例如模擬人體組織對高頻電磁輻射的反應。
對于任何使用 CST 進行仿真的用戶而言，精確的模型建立是非常重要的。一個好的模型能夠準確地反映真實物理現象，并最終產生高質量的仿真結果。同時，建模過程中的誤差和不精確性也可能會導致錯誤的結果，因此，正確、徹底地檢查每個模型以及其相關參數都非常重要。
總之，CST 是一個強大的電磁場仿真軟件工具，擁有廣泛的應用場景和豐富的功能，而且易于學習和使用。對于需要進行電磁場仿真分析的行業領域來說，CST仿真軟件是一個不可或缺的工具。
展開 在電磁波仿真中定義材料屬性的 3 種方法
與鐵不同，鐵磁性材料的電導率較低，因此高頻電磁場能夠透入材料并與材料主體發生相互作用。參數化環形器結構教程演示了如何模擬鐵磁性材料。
可以通過兩個選項指定相對磁導率：相對磁導率模型（RF 模塊的缺省選項）和磁損耗模型。相對磁導率模型支持您輸入一個實值或復值標量或張量。電導率部分提到的多孔介質模型同樣適用于相對磁導率。與上文提到的介電損耗模型類似，磁損耗模型中相對磁導率的實部和虛部可以作為實值數輸入，虛數磁導率將在材料中造成磁損耗。
模擬與網格剖分注意事項
在所有電磁模擬中，我們都不應忽視集膚深度這個重要的概念，即材料中的電場減小到表層電場值的
的距離。集膚深度可以定義為：
我們可以看到相對介電常數和磁導率均為復值。
您應始終檢查集膚深度，并與您模型域的特征尺寸進行對比。如果集膚深度遠小于對象，您可以按照 “模擬電磁波問題中的金屬對象” 文章中的做法將域作為一個邊界條件模擬。如果集膚深度與對象尺寸相仿或更大，電磁場將透入對象并在域內發生明顯的相互作用。
入射在電導率及集膚深度不同的對象上的平面波。集膚深度小于波長時，使用邊界層網格（右）。繪制了電場。
如果集膚深度小于對象，那建議使用邊界層網格剖分來求解邊界法向方向上的場中的強烈變化，每單位集膚深度應至少使用一個單元，同時應使用至少三個邊界層單元。如果集膚深度大于介質的等效波長，那就可以通過在每波長應用五個單元來求解介質本身的波長，如上方左圖所示。
小結
本文我們介紹了在 COMSOL Multiphysics 中定義電磁波模型的材料屬性的幾種方法。我們發現，在一定頻率范圍內，用于定義相對介電常數的材料模型甚至也適合定義金屬材料。另一方面，根據 “模擬電磁波問題中的金屬對象” 文章中的介紹，我們還可以通過邊界條件定義金屬域。
展開 
COMSOL Multiphysics電磁場與多物理場耦合仿真專題線上培訓班
基礎的都會想解決自己的模型問題 （4）想系統性培訓學習comsol軟件
四、培訓講師
授課老師閻老師，來自國內知名科研院校，國家重點實驗室成員，有將近十年的comsol仿真經驗，主要擅長電磁、電磁熱、電磁熱流、磁流體、電磁結構、等離子體、激光、聲場等多物理場耦合建模仿真，歡迎廣大學員帶著自己的科研問題一起探討解決
五、 COMSOL Multiphysics電磁場與多物理場耦合仿真課表內容
一、多物理場耦合仿真及COMSOL軟件介紹
1、多物理場仿真的發展簡況。
2、操作界面介紹及操作技巧。
3、多物理場耦合的預定模式與耦合操作。
4、多物理場仿真軟件的關鍵特性
5、COMSOL軟件介紹
二，COMSOL軟件基礎操作
1、幾何建模：
COMSOL自帶幾何文件創建詳解， 幾何建模注意事項和建議，特殊幾何體建模，組合體和裝配體的異同
2、網格剖分：
網格劃分及各項功能詳解，網格剖分注意事項和網格收斂性判定，不同物理場的網格選擇與優化，網格質量判定與估計，自適應網格用法詳解。
3、后處理：
數據集處理以及求解數據的選擇，數據的二次處理繪圖
4、求解器：
直接求解器和迭代求解器的使用，從方程上求解上展示全耦合求解和分離式求解的異同，針對物理場如何選取和優化求解器。
5、參數、變量、函數、探針的作用及其使用方法，參數化掃描和助掃描的作用和使用。
三、低頻電磁場（ACDC）物理場技術詳解
1、麥克斯韋方程組微分形式講解和推導
2、電容、電感、電阻的控制方程和邊界條件設置，提取集總參數得到電容值，電感值。
展開 如何選擇合適的電磁場仿真算法
全波（full wave）和準靜態（quasi-static）
所謂準靜態場，指的是場源隨時間變化很慢，我們可以忽略其變化，當場所在的區域的尺寸遠小于波長時近似成立。在實際計算中，對于矩量法，如果選擇準靜態模式，那么仿真器將會對格林函數做低頻等效，忽略其高頻變化，以加快仿真速度。而全波模式會對整個頻段的格林函數進行精確計算。ADS的Momentum和EMX均提供準靜態選項：在Momentum中，選擇RF模式即可選擇準靜態模式；
在EMX中，仿真器會自動判斷是否使用準靜態模式，也可用“--quasistatic”命令強制選擇準靜態模式。
3） 有限時域差分（Finite Difference Time Domain，FDTD）
與前兩種算法相比，有限時域差分法最大的不同在于它在時域對微分形式的Maxwell方程進行求解。近似來看，有限時域差分法有點像我們電路里面的瞬態仿真，當前時刻的電場磁場矢量值由結構中前一時刻的電場磁場值以及它們的變化情況直接計算得出，因而避免了前兩種算法中用到的矩陣方程求解。某些情況下，有限時域差分法極為高效，僅使用少量內存即可求解很復雜的結構。
有限時域差分法的典型應用包括：仿真人體對于手機天線信號的影響、仿真汽車飛機內部的天線等等。
電磁場仿真軟件Empire、CST以及ADS的EMPro均支持有限時域差分法。
有限時域差分仿真酷炫圖（圖片來源：【1】）
如何選擇合適的電磁場仿真算法
在比較這三種算法之后，我們再來談談如何選擇合適的算法。可以從如下幾個角度考慮：
1）結構的特點
待求解的結構是否為層狀結構？對于層狀結構，矩量法能夠提供最高效快速的求解，因此我們可以優先考慮矩量法。例如PCB走線、層狀倒封裝、片上無源器件，都可認為是層狀結構。
展開 【3月22-25日 長沙】Workbench+Maxwell電磁場、磁熱、振動噪聲 多場耦合仿真
背景
眼下電磁和機電設備設計工程師們正面臨持續增長的競爭壓力：產品要小型化、更安全可靠、更高效，成本要降低。長期的實踐證明：通過借用仿真軟件能大幅降低原型機測試和生產成本；ANSYS Maxwell是工業界領先的電磁仿真軟件，能滿足機電產品工程師的仿真設計需求，提升高品質產品設計能力。Maxwell已集成到ANSYS先進的仿真平臺Workbench中，Workbench獨特的項目圖形化界面把整個仿真過程緊密結合在一起，完成復雜的多物理場耦合分析，通過電磁場與電場、電磁場與熱場和電磁場與結構等物理場相互耦合分析產品，可以在產品設計階段就能減少產品問題。
ANSYS多物理場解決方案能幫助工程師單獨和綜合分析多種物理力的效果，從而根據需要得到最高保真度的解。ANSYS能夠提供博大精深、經過實踐驗證的求解器技術。將上述求解器技術應用于多物理場仿真，是許多工程師下一步工作的選擇。為此，特舉辦“ANSYS Workbench+Maxwell電磁場、磁熱、振動噪聲多場耦合仿真”培訓。 詳情請參見第四部分“內容大綱”。
時間地點
時間：2019年3月22日-3月25日（第一天報到，授課3天）
地點：湖南*長沙
主講專家
該課程講師，具有12年電磁工程仿真分析經驗，具備電磁熱等多物理場耦合仿真分析能力，一直對外提供技術咨詢服務，扎實的電磁和數值計算理論基礎；熟練掌握ANSYS EM、Workbench、Matlab等軟件，有變壓器電磁和磁熱仿真、電機電磁、磁熱和電磁振動噪聲仿真、耦合器電磁仿真、電磁銜鐵機構電磁仿真等項目經驗。培訓40多場次，學員上千人。
內容大綱
報名費用
標準費用：3980元/人，食宿可統一安排，費用自理。
展開 comsol電磁場仿真
comsol電磁仿真，使用mef場，根據趨膚效應，在試樣裂紋兩側施加恒流交流電，測量裂紋兩側的電壓值。但是不知道問題出現在哪里，得到的電壓值數量級是e11級數。會是因為什么原因？
