CST学习报告

4.4 Pick工具:

4.4.1 Pick工具用途:

在CST建模过程中,需要确定物体的坐标位置,而在设计过程中,需要调整物体尺寸,为保证调整尺寸时模型能够不致走样,尽量利用pick工具进行建模,只要CST能够识别其标志特征点,即使位置发生任何变化,该点也会随之进行调整。

4.4.2 Pick工具技巧

a) 用pick工具,可避免利用坐标无法闭合环路以及灵活性不高的问题,故建议

必须采用。

b) 在pick points lists中,选中点可形成边(两点)和中点(多点)

c) 在pick edge lists 中,选中边可进行取中边操作分别取中点形成中边 d) 在pick face lists 中,可进行取中点操作。

4.5 物体建模操作:

4.5.1 物体基本操作

a) loft操作:选中两物体表面可进行

b) shell操作掏空,先选中的面为开口面,其他面为闭口面。

c) rotate:为保证精度一般选择pice face 并选择轴 选择shell 面进行操作,

最后可以做出螺旋线。

d) align操作:选择一个物体,object—>align with…然后选该物体某面与另一

物体某面贴紧,通过点和边来确定角度

e) 对sheet选中bending sheet操作进行贴片(CST2009可用)

4.5.2 物体变形

点击Object?Transform可进行操作

a) b) c) d)

通过勾选copy实现变形物体与原物体同时保留,同时勾选Unite可保证两物体合二为一

位移操作:

线性形变操作:各个方向形变倍数

旋转操作:只能沿UVW轴选择轴上一点(可通过pick选中),然后选择沿哪个轴,不能自定义轴

镜像操作:只能通过选择镜像平面上某点(可通过pick选中),及平面法相向量确定平面进行镜像操作,也可先pick face再镜像。

4.5.3 布尔操作

当两个物体重合时自动激发:

也可点击物体后,点击Object?Boolean?…进行 包含如下操作。

+ :1与2合并,最后结果材料与1相同。

- : 用2的边缘来削减1,最后2会消失,所以不是很常用 * : 得到1与2重合部分,最后结果材料与1相同。 / : 用2的边缘来削减1,但2保留。

4.5.4 导入物体

a) 一般选择File?Import?SAT,

b) 在导出时,为防止不兼容,建议用较低版本

4.5.5 材料设置

a) PEC与其他性质材料交叠时,默认交叠部分为PEC

第5章 算法原理及相关的重要物理概念。

5.1 CST基本原理

在空间上,通过有限积分方法离散化麦克斯韦方程,并将方程矩阵化方便方便CST处理

在时域上,通过处理

?为0(静磁场)为jw微波工作室频域求解 及时间步长间?t的相互联系(时域求解器,PIC)即可处理静磁场到THz一系列问题。

5.2 CST比MAFIA改进

MAFIA只能通过改变网格形状,如扇形网格,四面体网格来适应不同边界的物体,如果形状复杂,边缘肯定无法处理好。

CST可通过PBA+TST来实现时域求解,而用TET-Mesh用FEM实现频域求解器来进行,PBA是指理想边界近似,是指对于含有边界的网格,通过一系列技术,使得一个网格可以处理两种介质的问题,将对每个mesh里的物体,其精确到一阶导数,TST可以处理一个cell中多个非PEC区域,但必须是一种材料的问题,如果一个cell中出现三种材料且还有PEC,或者一个cell中出现两段PEC,则必然出现问题。出现问题时,一般在solver启动后,经过calculate Matrix 步骤,会弹出发现不正常网格的对话框

5.3 高频方法与低频方法

5.3.1 高频方法与低频方法的基本概念

高频方法是基于格林函数的方法,从宏观出发,其直接求解场点与源点间的关系,只需对源点区域进行网格划分,每计算一次得到在源点影响下,一个场点的电磁场值,仅适用于处理场点附近的各向同性简单介质分布,而不适用于多层及复杂结构,其距离越大渐进性越好,精读越高。因此仅适用于电大结构(>500λ)的电磁散射,电磁辐射,天线干扰预估问题问题。

低频方法是直接求解麦克斯韦方程的方法,从微观出发,通过求解麦克斯韦方程而求解出全空间的电磁场,需要对全空间进行网格划分,每计算一次得到全空间电磁场及全空间的频域特性,时域也完全求解出来,其适用于电小电中结构(<250λ)的全电磁场仿真,可求解任意介质材料,任意介质分布的电磁场仿真问题。

5.3.2 高频各方法与低频各方法精度

高频算法,在给定网格条件下,由精度低至高排序:

PO(物理光学) < GTD(几何绕射) < PTD(物理绕射) < UTD(一致性绕射) < ITD(增量绕射) < CT(复射线法) < SBR(弹跳射线法,CST2010会含有该算法)

低频算法,在给定网格条件下,精读由精度高低排序:

FDTD(时域有限差分法) < FIT(有限积分法) < TLM(传输线矩阵法) < FEM(有限元法) < MoM (矩量法) < BEM (边界元法) < MM(模式匹配法) < FMM(快速多极子法) < MLFMM(多层快速多极子算法) (红色为CST2009主要应用的算法)

5.3.3 低频各方法时间成本比较

对于FIT算法(时域有限积分和频域有限积分),一般最终将麦克斯韦方程划成如下形式:

?e???b????n?1?e??M??b??

??n其中右侧全部为已知,而M为大型稀疏矩阵,故单位内存的计算时间近似为矩阵维数N的一次方

T/M~N1.1?1.2

对于FEM算法(频域有限元方法),一般最终将麦克斯韦方程划成如下形式:

?e?M??b???r ??其中M和r为已知,M为大型稀疏矩阵,求解电场和磁场,但需要对其求逆,故单位内存的计算时间近似为矩阵维数的二次方

T/M~N2

对于MoM算法(积分方程求解器其中一个算法),一般最终将麦克斯韦方程划成如上形式,但M为大型密集矩阵:故单位内存的计算时间近似为矩阵维数的三次方

T/M~N3

在多层快速多极子算法中,可简化为nlogn

故虽然FIT算法精度很低,但由于其算法很快,故在同一仿真时间条件下,可将网格划得很密,依旧可以得到很好的仿真结果。CST的Transient 就是利用该算法求解电磁场。

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