ansys和hfss關(guān)聯(lián)的案例
如何在ANSYS WORKBENCH中關(guān)聯(lián)幾何模型和有限元模型
我們都知道，通過諸如HPERMESH這樣的有限元網(wǎng)格劃分軟件得到的模型，在傳入ANSYS以后，只包含節(jié)點(diǎn)和單元信息。但是當(dāng)我們在WB中使用模型操作時(shí)，有時(shí)候需要選擇幾何特征，如在圓孔面上施加圓柱支撐，而此時(shí)對象只有單元節(jié)點(diǎn)信息，并無體面線的幾何信息，該怎么辦呢？
顯然，處理此問題的有效途徑，在于把有限元模型與該有限元模型對應(yīng)的幾何模型進(jìn)行關(guān)聯(lián)，再一起導(dǎo)入到MECHANICAL中進(jìn)行分析，則既能夠既享受HYPERMESH的網(wǎng)格劃分的樂趣，又能充分享受對于幾何體設(shè)置邊界條件的便利了。ANSYS WORKBENCH提供了這種功能，下面舉一個(gè)例子，說明如何在ANSYS WORKBENCH中關(guān)聯(lián)有限元模型和對應(yīng)的幾何體，從而滿足上述要求。
幾何模型如下圖。該模型在DM中創(chuàng)建，在meshing中劃分網(wǎng)格，再導(dǎo)入到ANSYS 的WORKBENCH中的finite modeler中關(guān)聯(lián)幾何體，最后進(jìn)入到MECHANICAL中分析。下面說明其主要過程。
1. 創(chuàng)建幾何模型
使用任何一款三維建模軟件創(chuàng)建下圖的模型，注意單位用mm.然后導(dǎo)出為geom.stp.
2. 創(chuàng)建有限元模型
使用常用的有限元網(wǎng)格劃分軟件導(dǎo)入上述模型，得到有限元模型。
3. 使用finite element modeler打開有限元模型
進(jìn)入WORKBENCH，使用finite element modeler打開第二步創(chuàng)建的有限元模型如下
4.創(chuàng)建新的工作幾何體
首先創(chuàng)建新的工作幾何體
指明該幾何體的位置，就是第一步所導(dǎo)出的幾何模型文件
右鍵單擊該新的工作幾何體，并選擇“generate”
則樹形大綱結(jié)果如下
這是主窗口中得到的工作幾何體。
展開 CST和ANSYS HFSS兩款電磁軟件的區(qū)別丨碩迪科技
也許您對選擇用于仿真項(xiàng)目的軟件感到困惑，我們從不同方面比較了CST Studio Suite和ANSYS HFSS這兩款電磁結(jié)構(gòu)全波仿真軟件。
用戶界面
CST 和 HFSS 軟件都在其用戶環(huán)境中提供了許多功能，并且?guī)缀趺磕晁麄兌紩?huì)通過提供更新版本來引入更多功能和更加用戶友好的環(huán)境。HFSS軟件自從最初由HP提供，后來又移交給Ansoft，再移交給ANSYS之后，已經(jīng)發(fā)生了很大的變化。但在筆者看來，CST 的用戶環(huán)境看起來更加專業(yè)和人性化，而且由于某些圖形的變化，包括使用功能區(qū)而不是菜單，乍一看更吸引人，并保持了它的在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和設(shè)置等其他階段的優(yōu)勢。
解法
這兩個(gè)軟件的解決方法不同。CST Studio 通常在時(shí)域中使用有限積分 (FI) 方法，而 HFSS 在頻域中使用有限元方法 (FEM) 來求解 3D 空間中的偏微分方程。在 HFSS 中，也可以使用 HFSS IE 部分中的積分方程法。這些方法的解決方案的質(zhì)量、準(zhǔn)確性和速度在很大程度上取決于結(jié)構(gòu)、設(shè)置方式和問題的類型。
計(jì)算時(shí)間
形成和求解方程并得出正確答案所需的時(shí)間始終是一個(gè)決定性因素。通常，CST 用于解決高頻帶寬問題的時(shí)間要少得多，而建議使用HFSS 解決低頻帶寬問題。
設(shè)置
雖然 HFSS 需要定義一個(gè)環(huán)境（立方體、球體等）來模擬一個(gè)結(jié)構(gòu)來執(zhí)行計(jì)算，當(dāng)然，它的尺寸必須考慮某些條件，但 CST 不需要任何額外的部分，并且自動(dòng)和基于on 定義的工作頻率選擇合適的環(huán)境。在 CST 中定義工作頻率范圍僅通過輸入開始和結(jié)束頻率來完成，但在HFSS 中這個(gè)過程有點(diǎn)復(fù)雜。兩個(gè)軟件的網(wǎng)格設(shè)置都是自動(dòng)完成的，如果需要，也可以手動(dòng)完成。
結(jié)果
最后一句話，CST和HFSS等本文沒有討論的軟件，如FEKO、IE3D等，各有千秋，不能一概而論說某一款是最好的電磁仿真軟件。
展開 ANSYS電磁仿真工具HFSS、SIwave和Q3D的區(qū)別詳解
ANSYS下的HFSS、SIwave和Q3D的區(qū)別和應(yīng)用場景，為大家做個(gè)詳解。
分析對象
這三個(gè)軟件的分析對象上有一些區(qū)別，其中HFSS和Q3D比較類似，都支持對3D任何結(jié)構(gòu)的建模和分析，最后都能得到該結(jié)構(gòu)的等效電路模型；SIwave的分析對象主要還是層疊結(jié)構(gòu)，是一個(gè)PCB專用的分析工具。
產(chǎn)品定位
HFSS是針對微波、射頻和SI的工具， SI分析只是它功能的一個(gè)方面，此外，它還能求解腔體、波導(dǎo)等的本征模；Q3D僅僅是針對SI的工具，沒有別的用途；SIwave是針對PCB分析的工具，除了SI，還可以做PI和EMI分析，但是在ANSYS新的產(chǎn)品規(guī)劃里面，SI問題將以HFSS 3D Layout來主導(dǎo)，SIwave正在向PI和EMI工具進(jìn)行演變。
求解原理
HFSS是3D全波電磁場仿真工具，基于有限元理論，對全波Maxwell方程組聯(lián)合求解，理論上計(jì)算結(jié)果的準(zhǔn)確度不受限于頻率，仿真的時(shí)間步長，但是占用的計(jì)算機(jī)資源多；Q3D是準(zhǔn)靜態(tài)的2D\3D電磁場仿真工具，對電壓和電流建立電路方程組求解，因此仿真的速度快，但是因?yàn)椴捎玫氖请娐防碚摚虼酥辉谝欢ǖ念l率范圍內(nèi)是準(zhǔn)確的，這個(gè)范圍通常是要求結(jié)構(gòu)尺寸小于求解波長的十分之一，通常建議適用的頻率上限是5Gbps；SIwave是2.5D的電磁場仿真工具，它假設(shè)PCB在層疊Z方向上的電磁場是均勻分布的，因此求解的是對Z方向分量進(jìn)行簡化后的Maxwell方程組，要求Z方向上的結(jié)構(gòu)不能有變化，因此也只在一定的頻率范圍內(nèi)是準(zhǔn)確的，通常要求分析對象必須擁有完整的參考平面，通常建議適用的頻率上限也是5Gbps。
展開 仿真應(yīng)用 | Ansys HFSS 3D Layout中模型的導(dǎo)入和切割
Ansys HFSS 3D Layout可以導(dǎo)入外部的PCB文件進(jìn)行仿真，當(dāng)整個(gè)模型比較復(fù)雜的時(shí)候，為了提高仿真效率，會(huì)對PCB進(jìn)行切割，本文講述在Ansys HFSS 3D Layout中導(dǎo)入PCB及切割的方法。
1、導(dǎo)入Allegro版圖文件為例：點(diǎn)擊菜單File-Import-Cadence APD/Allegro/Sip，然后選中需要導(dǎo)入的.brd文件，點(diǎn)擊確定。
2、出現(xiàn)如下界面，選擇需要導(dǎo)入的網(wǎng)絡(luò)，其中Setup ports選項(xiàng)不用勾選，點(diǎn)擊OK。
3、接下來對導(dǎo)入的PCB進(jìn)行切割：點(diǎn)擊菜單Layout-Cutout，然后選擇需要保留的網(wǎng)絡(luò)。
4、一般來說，需要保留的信號網(wǎng)絡(luò)只需選中Include，要保留的電源地網(wǎng)絡(luò)需同時(shí)勾選Clip at extents。
5、點(diǎn)擊Auto Generate Extent，自動(dòng)生成切割邊界。可以調(diào)整Expansion和Corner style來控制extent的大小和拐角形狀。
Extent的生成規(guī)則是，會(huì)將僅勾選了include網(wǎng)絡(luò)全部包含在內(nèi)，在上圖點(diǎn)擊OK后，會(huì)在Layout Edit界面上生成extent的形狀供查看和返回上一層界面，若沒有問題再次點(diǎn)擊OK，就會(huì)開始切割，切割后的PCB會(huì)保留所有僅勾選了include的網(wǎng)絡(luò)，和extent內(nèi)的電源地網(wǎng)絡(luò)，然后單獨(dú)生成一個(gè)Ansys HFSS 3D Layout Design。
6、除了按照net進(jìn)行切割，還可以按照指定區(qū)域進(jìn)行切割。點(diǎn)擊菜單Draw-Primitive-Rectangle，在要切割的區(qū)域繪制矩形，點(diǎn)擊Layout-Cutout，出現(xiàn)如下菜單，取消選擇Filter geometry by net，點(diǎn)擊OK。
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【案例分享】ANSYS HFSS幫助提供創(chuàng)新的通信和網(wǎng)絡(luò)解決方案
【案例分享】ANSYS HFSS幫助提供創(chuàng)新的通信和網(wǎng)絡(luò)解決方案
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