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HFSS常见问题解答(第十一季)

作者:Simwe    来源:ANSYS    发布时间:2018-10-31    收藏】 【打印】  复制连接  【 】 我来说两句:(0逛逛论坛

1. HFSS 是否支持GPU加速计算?
HFSS的时域算法模块HFSS-TR Solver支持GPU加速计算,若要启用GPU加速功能,需要进行如下设置:

Tools >> Options >> HPC and Analysis Options

GPU加速需要占用HPC License。ANSYS Electronics HPC高性能选项模块同时支持CPU加速和GPU加速,1个HPC pack可以启用1块GPU加速卡或8个CPU内核。

如果启用了GPU加速,可在Profile中查看到相关信息:

2. 直接法矩阵求解器和迭代法矩阵求解器有何特点和应用范围?
很多电磁场问题的求解会归结为一个线性方程组的求解,HFSS提供了直接矩阵求解器和迭代矩阵求解器供客户选择。直接法矩阵求解器是采用LU分解或矩阵求逆的方法直接获得未知数的解,适于中等规模的问题进行求解,效率较高,但是对于更大规模的问题,直接法的内存消耗和计算量剧增,这种情况下就需要更高效的算法。迭代法矩阵求解器是求解真实解的一个近似解,采用各种算法(如共轭梯度法)使得近似解与真实解的误差不断减小直至满足收敛条件,这种矩阵求解算法可以解决更大规模的问题,值得注意的是,当迭代法求解满足不了收敛条件时,会自动跳到直接矩阵求解器进行求解。

在应用范围上,迭代法矩阵求解器的计算效率会随着端口数目的增加而降低,通常当端口数< 计算机核数*2 时,采用迭代法可降低对计算机内存的需求;当采用快速扫频时,如果未知量 > 30万,采用迭代法的计算效率较高。

3. 仿真电中小尺寸超宽带天线时如何避免辐射边界过大的问题?
辐射边界的设置与求解频率有关,一般建议辐射边界设置为求解频率下距离辐射体约1/4个波长,但是对于超宽带天线求解,由于扫频非常宽,辐射边界需要兼顾最低频点的波长,故容易导致辐射边界相对于天线尺寸过大的问题,这样容易在辐射边界上产生粗大的网格,反而会降低远场方向图的计算精度,解决此问题的方法是采用FEBI边界条件。FEBI边界条件相比ABC辐射边界条件,具有精度与辐射边界大小无关的优点,所以可将FEBI辐射边界设置为与辐射体1/10波长甚至1/20波长大小,甚至可以采用共形的方式进一步缩小辐射边界,从而减小求解区域。具体方法是建立与天线辐射结构接近的辐射边界,设置为Radiation边界的时候,勾选Model exterior as HFSS-IE domain。

4. 如何将天线增益、电场强度、自定义常量等作为优化目标?
首先,通过菜单HFSS—>Fields—>Calculator,打开场计算器,选择需要观测的点、或线等几何体,通过公式编辑设置自定义场量;
其次,通过菜单HFSS—>Optimetrics Analysis—>Add Optimization打开优化设置对话框,在“Goals”选项卡左下方“setup Calculations”打开后处理对话框,找到自定义常量,添加至优化目标,方法见下图。最后,如果要对后处理变量中已存在的天线增益等变量进行优化,直接添加即可。
5. 如何快速评估关键尺寸、材料特性等变化对端口S/Y/Z参数的影响,进行敏感度分析?
在HFSS中,可以利用伴随求导功能,进行快速敏感度分析,可评估关键尺寸、材料特性等变化对端口S/Y/Z参数的影响,具体操作步骤如下:

在建模过程中需要对关键尺寸、材料特性等特征量进行参数化建模,可以是全局参数也可以是局部参数;

在Solution Setup设置界面的Derivatives选项卡中,勾选需要进行快速敏感度分析的参数;

正常执行Analyze求解,在求解过程中,会增加3D Sensitivity Analysis步骤,仅需要很短的耗时,就可以完成多个参数变量的快速敏感度分析;                                        
在结果后处理过程中,在Derivative中选择需要考察的变量,在Category中选择S/Y/Z参数,若在Quantity中选择partial*,即可查看该变量在频带内的敏感程度,若选择Tune*,即可进行变量的实时调谐,能查看变量在±10%范围内变化时,所对应的S/Y/Z结果。


 
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