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HFSS邊界條件(boundary)

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Ansoft HFSS求解就是對(duì)微分形式的麥克斯韋方程采取有限元方法進(jìn)行數(shù)值求解,在場(chǎng)矢量和導(dǎo)數(shù)是都單值、有界而且沿空間連續(xù)分布的假設(shè)下,這些方程才可以使用。在邊界和場(chǎng)源處,場(chǎng)是不連續(xù)的,場(chǎng)的導(dǎo)數(shù)變得沒(méi)有意義。因此,需要邊界條件確定跨越不連續(xù)邊界處場(chǎng)的性質(zhì)。邊界條件對(duì)理解麥克斯韋方程是非常重要的,同時(shí)也是求解麥克斯韋方程的基礎(chǔ)。
默認(rèn)邊界條件——Ansoft HFSS建立的是一個(gè)虛擬的原型世界。與邊界為無(wú)限空間的真實(shí)世界不同,虛擬原型世界被做成有限的。為了獲得這個(gè)有限空間,Ansoft HSS使用了背景或包圍幾何模型的外部邊界條件。
所謂背景是指沒(méi)有被任何模型物體占據(jù)的空間。任何和背景有關(guān)聯(lián)的物體表面將被自動(dòng)地定義為理想的電邊界(Perfect E)并且命名為外部(outer)邊界條件?梢园褞缀谓Y(jié)構(gòu)想象為外面有一層很薄而且是理想導(dǎo)體的材料。因此當(dāng)實(shí)際邊界不是理想的電邊界就必須根據(jù)實(shí)際情況設(shè)置;
激勵(lì)(excitation——激勵(lì)邊界條件是一種特殊的邊界條件,最常用的是wave port,是一種允許能量進(jìn)入或?qū)С鰩缀谓Y(jié)構(gòu)的邊界條件,使用wave port激勵(lì)條件可以計(jì)算端口的S參數(shù);
理想電邊界(Perfect E——Perfect E是一種理想電導(dǎo)體或簡(jiǎn)稱為理想導(dǎo)體。這種邊界條件的電場(chǎng)(E-Field)垂直于表面。有兩種邊界被自動(dòng)地賦值為理想電邊界。
1、  任何與背景相關(guān)聯(lián)的物體表面將被自動(dòng)地定義為理想電邊界并且命名為outer的外部邊界條件。
2、  任何材料被賦值為PEC(理想電導(dǎo)體)的物體的表面被自動(dòng)的賦值為理想電邊界并命為smetal邊界。
理想磁邊界(Perfect H——Perfect H是一種理想的磁邊界。邊界面上的電場(chǎng)方向與表面相切。
有限電導(dǎo)率(Finite Conductivity——有限電導(dǎo)率邊界將把物體表面定義有耗(非理想)的導(dǎo)體。并且可類比為有耗金屬材料的定義。為了模擬有耗表面,應(yīng)提供以西門子/米(Siemens/meter)為單位的損耗參數(shù)以及導(dǎo)磁率參數(shù)。并且可以是頻率的函數(shù)
阻抗邊界(Impedance——一個(gè)用解析公式計(jì)算場(chǎng)行為和損耗的電阻性表面。表面的切向電場(chǎng)等于Zs(n xHtan)。表面的阻抗等于Rs + jXs。其中,Rs是以ohms/square為單位的電阻,Xs 是以ohms/square為單位的電抗
分層阻抗(Layered Impedance)邊界——在結(jié)構(gòu)中多層薄層可以模擬為阻抗表面。
集總RLCLumped RLC)邊界——一組并聯(lián)的電阻、電感和電容組成的表面。這種仿真類似于阻抗邊界,只是軟件利用用戶提供的R、L和C值計(jì)算出以ohms/square為單位的阻抗值。
無(wú)限地平面(Infinite Ground Plane——通常,地面可以看成是無(wú)限的、理想電壁、有限電導(dǎo)率或者是阻抗的邊界條件。如果結(jié)構(gòu)中使用了輻射邊界,地面的作用是對(duì)遠(yuǎn)區(qū)場(chǎng)能量的屏蔽物,防止波穿過(guò)地平面?zhèn)鞑ァ?br /> 輻射邊界(Radiation——輻射邊界也被稱為吸收邊界。輻射邊界使該邊界能夠模擬開(kāi)放的表面。即波能夠朝著輻射邊界的方向輻射出去。系統(tǒng)在輻射邊界處吸收電磁波,本質(zhì)上就可把邊界看成是延伸到空間無(wú)限遠(yuǎn)處。輻射邊界可以是任意形狀并且靠近結(jié)構(gòu),但一般要距離模型四分之一波長(zhǎng),對(duì)包含輻射邊界的結(jié)構(gòu),計(jì)算的S參數(shù)包含輻射損耗。當(dāng)結(jié)構(gòu)中包含輻射邊界時(shí),遠(yuǎn)區(qū)場(chǎng)計(jì)算作為仿真的一部分被完成。
PMLPerfectly matched layer邊界——這是個(gè)假想的材料能夠完全吸收電磁場(chǎng),這些材料是各向異性的,有兩種形式的PML,一種是自由空間終止,它意味著電磁場(chǎng)從這個(gè)表明輻射到自由空間的任意方向,這種情況下要比radiation邊界更合適,因?yàn)镻ML可以和模型距離很近,減少空間問(wèn)題,另一中PML是反射自由終止,它類似一個(gè)波導(dǎo),波沿該方向傳播到無(wú)限;

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  • 網(wǎng)友回復(fù)

    太厲害了,可以學(xué)到好多東西
  • 網(wǎng)友回復(fù)

    不錯(cuò),解釋得很詳細(xì),謝謝了
  • 網(wǎng)友回復(fù)

    整體上有了認(rèn)識(shí),呵呵
  • 網(wǎng)友回復(fù)

    學(xué)到不少知識(shí),謝謝樓主提供的講解!
  • 網(wǎng)友回復(fù)

    太感謝了,以前對(duì)這些邊界都是一知半解的
  • 網(wǎng)友回復(fù)

    謝謝樓主,仿真時(shí)正好用到,一直搞不清楚上面的問(wèn)題,現(xiàn)在可以好好研究一下了

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