【干货分享】HFSS常见问题解答第五季

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ANSYS中国几十位工程师根据十几年的工程仿真实践经验，走访了国内众多科研机构，行业精英研发企业，呕心沥血总结了《ANSYS软件常见问题与解答》，涉及结构、流体、热分析、高频、低频、系统与嵌入式软件。此系列涵盖工程仿真应用中遇到的各种问题：包括具体操作步骤、ANSYS软件最新版本的新功能、各种简单高效的设计步骤。

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对于复杂的模型，当物体之间存在复杂交叠（intersect）是，如何解决

A: 当物体之间存在复杂交叠时，分为以下三种情况：

如果是同类属性的材质（如金属或介质），有部分交叠时，需要在两者材料中进行相减布尔运算，如图1.21(a)所示，否则validation check时3D model将报错；

图1.21(a) 红色和蓝色部分交叠的物体图1.21(b) 红色被蓝色物体完全包围的物体

2.如果是异类属性的材质（如金属和介质），有部分交叠时，可在HFSS菜单中HFSS-> Design setting中勾选Enable material override选项，如图1.21(c)所示。此时金属物体将优先占据与其交叠的介质区域，3D model check通过。

图1.21(c) 开启材料优先设置

如何减少天线带天线罩问题的计算量又能保证精度？

天线罩的电磁仿真是典型的大规模计算问题，通常需要和内部的天线（阵）做一体化仿真。其计算量的来源主要包括：天线罩上的介质薄层、天线罩所包含的电大尺寸空腔、天线（阵）。由于大部分天线罩同天线（阵）之间存在较强的近场相互作用，采用导入天线（阵）辐射场的方式会损失计算精度。在保证精度的前提下减少计算量的途径有两个个：1）对于天线罩上厚度远小于波长（比如 < 1/10波长）的介质薄层采用“Layered Impedance Boundary”（分层阻抗边界）进行等效，如图1.22（a）、（b）所示，该边界条件可以不失真的考虑电场和磁场透过介质薄层的变化，避免了实体建模产生的细小网格；2）对于天线罩内和天线（阵）之间包含的空腔，可通过FEBI（FEM-IE的混合算法）算法在一定程度上减少计算量，如图1.22（c）所示。

图1.22(a)

图1.22(b)

图1.22(c)

在圆柱体侧面的共形贴片天线如何建模？

使用HFSS的缠绕功能wrap sheet可一次性将分离的多个平面以某一待缠绕物体的表面为参考面进行缠绕操作，如图1.23(a)所示，先将待缠绕的平面与被缠绕的物体（黄色圆柱体）相交（某一边接触即可，从HFSS2015开始无需接触也可缠绕）。

1.23(a) 准备缠绕前工作

通过modeler->surface->wrap sheet功能，一次性将贴片平面缠绕至圆柱体被缠绕体上。

1.23(b) 一键缠绕

缠绕后的共形贴片天线，完成建模

，

1.23(c)

Project变量和Design变量如何定义，使用范围有何区别？

Project变量通过HFSS菜单栏上Project  Project Variables  Add的方法定义，Project变量属于全局变量（Global Variables），该变量能适用于整个HFSS Project下包含的所有设计中。

1.24(a)

Design变量通过HFSS菜单栏HFSS  Design Propertities  Add的方法定义，Design变量属于局部变量（Local Variables），其仅在当前HFSS设计中有效，不能使用于相同HFSS Project的其他设计中。

1.24(b)

如何自定义材料特性？

HFSS材料库之中包含了常用的介质及金属材料，如果用户碰到一些特殊材料没有在库中定义，可以自行定义这种材料，定义的方法是在Modeler菜单中选择Assign Material，然后在弹出的对话框中选择Add Material，在弹出的参数定义对话框（如图1.25所示）里输入材料的参数，并在左上角输入所定义材料的名称，点击右下侧Validate Material按钮，可以检查参数是否合理，如果没有报错，点击Ok就把新材料添加进了材料库里，可以直接使用了。

图 1.25

来源：Ansys

HFSS 电场材料

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首次发布时间：2022-08-18