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HFSS 2019 R1版本新功能要点(2019)

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HFSS软件从发布以来,经历了三十多年的发展,十几个大版本的更迭,已经形成了三维全波电磁场仿真领域的行业标尺工具,具有精度高,效率高,应用范围广的诸多优点。

这里将HFSS软件从v13版本(2010年底发布)开始,到最新的版本ANSYS 2019R3版本(20199月发布)为止的重要新功能进行了简要罗列和总结,供新版本升级以及仿真技术的调研和学习参考。    
   
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1) HFSS SBR+: 天线场源的遮挡效应考虑

SBR+中导入的天线场源的几何体(金属部分),会对电磁波产生散射;
而弹跳射线算法,仅计算被设置为SBR+边界的区域;
导入天线原模型中的金属体或Non Model,均可设置 “blockage”;
Non Model的几何体可设为“perfectly reflecting ” 或“perfectly absorbing”。

2) HFSS SBR+: 菲涅耳系数(Fresnel Coefficient)边界条件

可以定义透射系数/反射系数的边界条件:

  • U薄介质建模,可以应用测试得到的透射/反射数表;

  • 包括多层薄介质建模,如涂层材料;

  • 材料定义时,需设置每个角度下的透射系数与反射系数;

  • Fresnel Coefficient还可以定义为理想吸收边界;

3) HFSS求解: 端口电感的去嵌入

端口面上的面电流分布 J,通过端口的场求解获取;

电感L的计算,通过上面的公式,对端口面上的面电流分布 J 积分获取。

4) 混合算法的增强

高效的自适应网格技术,可消除无源IE-Region的显式求解,减少自适应网格的资源消耗。
比如案例: 汽车雷达天线的介质罩加载,2 Tx, 6 Rx,2.5mm 厚介质板(汽车前杠),18mm 天线与介质板距离,其计算资源消耗为28 core 工作站,内存 210 GB,采用HFSS 2018.2,62h:26m:14s,采用HFSS 2019 R1,时间为5h:37m:17s,加速11X,结果一致性很好。

5) HPC 性能提升

  1. IE 矩阵求解性能提升,加速多激励求解
    IE 快速求解增加调谐功能
    多激励下的设计提速
    ACA 提速50%以上
    MLFMM 提速300%以上

  2. MLFMM性能提升,应对局部网格密集问题
    2X 提速 ,节省60% 内存

  3. Hybrid混合算法提升,求解设置有了新功能
    Dependent Mesh 新选项: Direct to frequency distribution 即,可直接切入到频率扫描的分布式求解。

6)全装配- ECAD + MCAD网格装配

自动创建网格,精确,高效,求解时间与端口数不相关,以低计算开销同时获得所有网络的完整S参数,可高效识别模型中不同尺寸的特征,小间距走线, 蛇形线,精确耦合和隔离。

7) EMIT集成进ANSYS电子桌面

电子桌面里引入EMIT系统级求解器,基于原理图的编辑器,集成化的分析与结果显示窗口,全部EMIT数据可视化与自动诊断。

8) 电路设计里的频变激励源

可通过数据表或文件导入频变数据,支持CTLE和touchstone 2.0文件格式。适用于3D layout,求解传导和辐射干扰问题非常有用,可通过动态链接与场求解器(如HFSS)耦合。

9) Icepak: 与HFSS, Maxwell, Q3D的双向耦合

Icepak设计中增加新的耦合仿真控制,用户指定“耦合迭代次数”(“Number of Coupling Iterations”)。增加耦合过程中,继续IcePak迭代的选项设置,每个设计的单个控制,每一步耦合迭代中的电磁损耗更新,支持多个电磁损耗,并且Icepak-Optimetrics 集成。

10) 电子桌面功能增强

非图形界面脚本执行,2019 R1的Beta选项功能
Optimetrics中的DX 优化器,可实现直接优化
多种网格剖分类型的网格反馈

高分辨率图片导出,GUI可实现导出*.png无损压缩格式
动画支持WebM视频导出高质量动画,与基于浏览器的HTML5兼容
改进的优化功能有关动图输出
参数扫描和DOE支持右键输出动画


11) 电子桌面性能改进

3D 部件性能改进,采用二进制ACIS数据,大模型性能改进:
部件插入时间提速3x – 4x
减小文件尺寸及峰值内存
Galileo电路板示例: 6s vs 24s 及 20MB vs. 30 MB

模型检查,改进的交叠检查方式,针对层叠结构的专门改进


模型
检查时间2018.2
检查时间2019 R1
Model 124 hr+
10 mins
Model 216.5 hr
51 mins
Model 38 hr
48 mins
Model 430 mins
44 secs

12) 电子桌面三维建模改进

• 生成建模历史
o 3D原型形状的生成建模历史
o 简化之后自动生成建模历史
o 参数化导入或简化物体
• 测量 “Measure” 工具功能增强
o 柱体, 平面, 曲线等结构的详细信息
• 3D部件的独立实例
o 新设计的选择性编辑
• 3D 建模器的ACIS 版本更新到28.2
• 更新CAD 版本支持:
o CATIA V62018
o Creo 5.0
o SolidWorks 2018
o Siemens NX 12
o Autodesk Inventor 2019
o Parasolid 31

来源:老猫电磁馆
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首次发布时间:2023-07-29
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