Umgebung für elektromagnetische Konstruktion

Die CST Studio Suite® Konstruktionsumgebung ist eine intuitive Benutzeroberfläche, die von allen Modulen der CST Studio Suite verwendet wird. Sie umfasst ein Tool für interaktive 3D-Modellierung, ein Schaltplan-Layout-Tool, eine Vorbearbeitung für elektromagnetische Solver sowie Tools zur Nachbearbeitung, die auf Branchenanforderungen zugeschnitten sind, und liefert Lösungen mit hoher Geschwindigkeit.

Die menübandbasierte Oberfläche verwendet Registerkarten, um alle Tools und Optionen, die zum Einrichten, Ausführen und Analysieren einer Simulation erforderlich sind, gruppiert nach ihrer Workflow-Position anzuzeigen. Kontextbezogene Registerkarten sorgen dafür, dass die wichtigsten Optionen für die jeweilige Aufgabe immer nur einen Mausklick entfernt sind. Darüber hinaus bieten der Projektassistent und die Kurzanleitung Anleitungen für neue Anwender. Sie bieten Zugriff auf eine Vielzahl von Funktionen.

Modellierung der Geometrie elektromagnetischer Geräte

Die CST Studio Suite bietet eine leistungsstarke und vollständig parametrische CAD-Schnittstelle für die Erstellung und Bearbeitung von Simulationsmodellen. Mithilfe von Import- und Exportwerkzeugen lassen sich Modelle aus einer Vielzahl von CAD- und EDA-Softwarelösungen (Electronic Design Automation) importieren. Die vollständig parametrische bidirektionale Verbindung zu SOLIDWORKS bedeutet, dass Konstruktionsänderungen, die in CST Studio Suite vorgenommen wurden, direkt in das SOLIDWORKS Projekt importiert werden können und umgekehrt.

Materialien

Es gibt viele Anwendungsbereiche, wie z. B. Magnetik, Photonik und Biophysik, in denen die charakteristischen elektromagnetischen Effekte durch komplexe nichtlineare Materialeigenschaften entstehen. Die CST Studio Suite enthält zahlreiche Materialmodelle, die eine Vielzahl von Vorgängen simulieren können, einschließlich plasmonischer und photonischer  Effekte, Ferromagnetismus, sekundärer Elektronenemission und biologischer Erwärmung.

Körpermodelle

Die Wechselwirkungen von EM-Feldern mit dem menschlichen Körper müssen bei der Konstruktion vieler Geräte unbedingt beachtet werden, sowohl in Bezug auf die Produktleistung als auch die Produktsicherheit – insbesondere im Gesundheitswesen und im Bereich der Life Sciences. CST Studio Suite umfasst voxelbasierte und CAD-basierte Körpermodelle mit detaillierten inneren Strukturen und realistischen EM- und thermischen Eigenschaften, die es ermöglichen, den menschlichen Körper optimal zu berücksichtigen. Die Bewertung der im menschlichen Körper abgegebenen Energie in Form der spezifischen Absorptionsrate (SAR) ist Voraussetzung für die Sicherheitsbewertung und -zertifizierung.

Vernetzung

Eine präzise Vernetzung ist ein wesentlicher Bestandteil des Simulationsprozesses. CST Studio Suite bietet eine schnelle, automatische Vernetzung mit Netzverfeinerung und automatischer Anpassung, welche die Netzqualität in kritischen Teilen des Modells verbessert. Die von CST Studio Suite eingesetzte proprietäre Perfect Boundary Approximation (PBA)® behält die Geschwindigkeitsvorteile eines herkömmlichen Treppennetzes bei, selbst bei Modellen mit Milliarden von Zellen, ermöglicht aber, dass gekrümmte Strukturen und komplexe CAD-Daten genau modelliert werden können.

Synthese

CST Studio Suite bietet eine Reihe von Synthesewerkzeugen für die automatische Erstellung von Modellen potenzieller Konstruktionen. Dazu gehören das planare Filtersynthese-Werkzeug Filter Designer 2D, Filter Designer 3D für quer gekoppelte Bandpassfilter und Array Wizard für Antennen-Arrays. Darüber hinaus bietet die Software Verbindungen zu den elektromagnetischen SIMULIA Werkzeugen Antenna Magus für die Antennenkonstruktion und FEST3D für die Wellenleiterkonstruktion.

EM-/Schaltkreis-Co-Simulation

Die echte transiente EM/Schaltkreis-Co-Simulation bietet die Möglichkeit, SPICE-Schaltkreise und nichtlineare Komponenten wie Dioden und Transistoren in ein 3D-Modell zu integrieren. Die Breitbandart der transienten Simulation bedeutet, dass mehrere Oberschwingungen automatisch berücksichtigt werden.

Nachbearbeitung und Visualisierung

Durch die Nachbearbeitung können Simulationsergebnisse in einer Vielzahl von Analysen verwendet werden, um häufig verwendete Messwerte und Leistungszahlen zu replizieren. Die Nachbearbeitungsvorlagen in der CST Studio Suite bieten Lösungen für gängige Workflows zur Auswertung der elektromagnetischen Leistung, wie Augendiagramme für Elektronik, Wirkungsgradkennfelder für Motoren und Feldanalysen für MRT-Geräte sowie vielseitige allgemeine Vorlagen für die Erstellung benutzerdefinierter Workflows. Es stehen leistungsstarke Visualisierungsoptionen in 2D und 3D für Feldgrößen wie elektrische und magnetische Felder und Ströme zur Verfügung.

Automatische Optimierung

Die CST STUDIO-SUITE umfasst lokale und globale Optimierer. Lokale Optimierer durchsuchen den Parameterraum nahe den Anfangswerten – sie bieten eine schnelle Leistung für die Feinabstimmung eines nahezu optimalen Modells. Globale Optimierer dagegen durchsuchen den gesamten Parameterraum und sind für komplexe Strukturen und solche, bei denen die Ausgangswerte weit von der gewünschten elektromagnetischen Leistung des Geräts entfernt sind, effizienter als lokale Techniken.