使用WELSIM生成电磁计算软件Palace的求解器文件
2023年2月22日，美国亚马逊云端服务商AWS，发布了其用于大规模并行计算电磁学的开源项目Palace，全称为PArallel Large Scale Computational Electromagnetics，即大规模计算电磁学。Palace 在 AWS 量子计算中心用于执行复杂电磁模型的大规模 3D 模拟，并支持量子计算硬件的设计。目前 GitHub 上提供了Palace的全部源代码， 用户可以从笔记本电脑到超级计算机的多种系统上运行此项目。同时，伴随的Apache-2.0开源协议对于商业应用也是极为友好。
Palace求解器基于了MFEM有限元计算库，WELSIM在多个版本之前就支持了MFEM的输入网格格式，参见《使用WELSIM生成MFEM初始网格文件》一文。在MFEM的基础上，Palace完善了更多功能，并提供了多种电磁学的计算类型，包含静电场，静磁场，特征模态，频域与时域的驱动，和电磁波瞬态等分析。各种复杂边界条件，如波导端口等都有支持。加上开源软件的可拓展性，用户也可以在Palace的基础上，拓展所需要的计算功能。
和大多数优秀的开源求解器一样，目前Palace还没有一款简单易用的前端可视化程序。为更好地贡献工程仿真与开源社区，WELSIM最近支持了Palace求解器输入程序的自动生成，同时也是全球第一款完整支持Palace的前处理软件。用户可以从WELSIM中导出Palace支持的网格与JSON格式的计算文件，直接用于Palace的求解计算。这极大地降低了学习Palace的学习曲线，使得不同类型的使用者都可以快速使用Palace进行电磁场计算相关的工作。
WELSIM中生成Palace求解器文件
设置电磁分析
新建一个项目，并将项目的物理类型设为电磁学（Electromagnetics）。选择需要的分析类型，如图所示，电磁学提供了：静电场，静磁场，模态，驱动，和全波瞬态5种分析类型。
2. 添加材料与电磁属性
WELSIM提供了丰富的材料模型，用户可以快速添加电磁材料属性并定义参数。目前已经支持的Palace电磁材料属性有：相对介电常数，相对磁渗透率，导电常数，介电损耗角正切量等。如下图所示是WELSIM的通用材料编辑界面。
3. 边界条件
电磁场分析中，边界条件是重要的输入条件之一。WELSIM目前支持了Palace主要的边界条件类型。支持的边界条件有 完美电导面，完美磁导面，吸收边界，电导边界，阻抗边界，集总端口，波导端口，表面电流，零势地面，零电荷等。
4. 网格划分
WELSIM提供快速的自动化网格划分，支持Tet4/10和Tri3/6网格。简单设置单元的大小后，执行网格划分命令，即可得到有限元网格。
5. 导出求解器文件
完成以上设置后，在菜单栏的工具（Tools）选项中，选择输出Palace文件，即可在指定目录得到输出文件。
如图所示，生成的Palace求解器文件和网格文件。
在输出Palace求解器文件时，系统会根据首选项的设置输入对应的网格格式，默认格式为MFEM，用户可以在首选项中修改成想要的格式。目前支持的网格格式有Gmsh，MFEM，Nastran, VTK, 和VTU格式。
由于WELSIM的易用性，生成用于Palace计算的复杂模型变得简单快捷。目前WELSIM 2023R2的开发版中已经含有此功能，并在以后的版本中不断维护与增强。
WelSim与作者不隶属于Palace，AWS，MFEM。和Palace，AWS，MFEM 开发团队与机构没有直接关系。这里引用Palace，AWS，MFEM 仅用作技术博客文章与软件使用的参考。
