電磁界シミュレーション・ソルバー

静電ソルバーは、静電場をシミュレートするための 3D ソルバーです。電荷や静電容量が重要なセンサーなどの用途に特に適しています。ソルバーの速度は、電極や絶縁体などの用途に合わせて最適化するのに非常に有効であることも意味します。

静電ソルバーの用途は次のとおりです。

• センサーとタッチスクリーン
• 動力設備
• 荷電粒子装置および X 線管

静磁場ソルバーは、静磁場をシミュレートするための 3D ソルバーです。磁石、センサーのシミュレーション、および非定常効果や渦電流が重要でない場合のモーターや発電機などの電気装置のシミュレーションに最適です。

静磁場ソルバーの用途は次のとおりです。

• センサー
• 電気装置
• 粒子ビーム集束磁石

低周波周波数領域(LF-FD)ソルバーは、低周波数系での時間調和挙動をシミュレートするための 3D ソルバーです。磁気静水圧(MQS)、電気静水圧(EQS)、フルウェーブの実装が含まれます。周波数領域効果を伴い、ソースがコイルであるシミュレーションの場合に最も効果を発揮します。

低周波周波数領域ソルバーの用途は次のとおりです。

• センサーおよび非破壊検査(NDT)
• RFID とワイヤレス電力伝送
• 電力工学 – 母線方式

低周波時間領域(LF-FD)ソルバーは、低周波数系での非定常挙動をシミュレートするための 3D ソルバーです。磁気静水圧(MQS)と電気静水圧(EQS)の両方の実装が含まれます。MQS ソルバーは、渦電流、非線形効果、およびモーションや突入などの非定常効果を伴う問題に適しています。EQS ソルバーは、抵抗 - 容量の問題および HV-DC への応用に適しています。

低周波時間領域ソルバーの用途は次のとおりです。

• 電気装置および変圧器
• 電気機械 - モーター、発電機
• 電力工学 – 絶縁、母線方式、開閉装置

定常電流場ソルバーは、装置を経由する DC 電流の流れ、特に損失の多いコンポーネントをシミュレーションするための 3D ソルバーです。このソルバーを使用して、DC または、渦電流や非定常効果が無関係なコンポーネントの電気特性を定義できます。

定常電流ソルバーの用途は次のとおりです。

• 高出力機器
• 電気装置
• PCB 配電ネットワーク

共役熱伝導(CHT)ソルバーは、CFD 技術を使用して系内の流体の流れと温度分布を予測します。伝導、対流、輻射などのすべての熱伝導モードからの熱効果が含まれます。定常ソルバーおよび非定常熱伝導ソルバーと同様に、電磁損失からの熱源を含めることができます。ファン、打抜金網、熱界面材料などの装置を直接モデル化できます。2 抵抗 CTM などのコンパクト熱モデル(CTM)も考慮できます。

共役熱伝導ソルバーの用途は次のとおりです。

• 電子機器の冷却: 以下のような高出力電子部品および装置の自然対流と強制対流
  • PCB
  • フィルター
  • アンテナ
  • シャーシ
• 以下のような冷却装置が取り付けられている物
  • ファン
  • ヒートシンク...

熱伝達ソルバーは、時間に伴い変化する、系の温度応答を予測できます。熱源には、電界、磁界、電流、粒子衝突、人体熱、その他のユーザー定義ソースによって発生する損失を含めることができます。熱伝達ソルバーは、電磁ソルバーと密接に関連しており、装置の非定常温度予測と、その結果としての電磁性能への影響を可能にします。

熱伝達ソルバーの用途は次のとおりです。

• PCB、フィルター、アンテナなどの高出力電子部品および装置
• 医療機器とヒトの生体加熱

熱定常ソルバーは、定常系の温度分布を予測できます。熱源には、電界、磁界、電流、粒子衝突、人体熱、その他のユーザー定義ソースによって発生する損失を含めることができます。熱定常ソルバーは、電磁ソルバーとシームレスに関連しており、装置の温度予測と、その結果としての電磁性能への影響を可能にします。

熱定常ソルバーの用途は次のとおりです。

• プリント基板(PCB)、フィルター、アンテナなどの高出力電子部品および装置
• 医療機器とヒトの生体加熱

メカニカル・ソルバーは、構造の機械的応力と、電磁力と熱膨張による変形を予測します。EM ソルバーや熱ソルバーと併用して、装置に対する力と加熱が性能に与える影響を評価します。

メカニカル・ソルバーの用途は次のとおりです。

• フィルターのデチューニング
• PCB の変形
• 粒子加速器に対するローレンツ力

粒子セル(PIC)ソルバーは、粒子追跡のための、多用途なセルフコンシステント・シミュレーション手法です。空間電荷効果と、粒子と磁場の相互結合を考慮して、時間領域の粒子軌道と電磁場の両方を計算します。PIC ソルバーは、粒子と高周波数磁場の相互作用が重要な、多種多様な装置をシミュレートできます。もう一つの用途は、電子のマルチパクションがリスクとなる高出力装置です。

粒子セル・ソルバーの用途は次のとおりです。

• 加速器の構成部品
• 低速波装置
• マルチパクション

静電粒子セル(Es-PIC)ソルバー技術は、非定常手法で空間電荷の力学を計算し、追跡解析では無視される時間領域の挙動を捕捉します。Es-PIC は、静電効果のみを考慮して、時間に対する空間電荷を計算します。純粋な粒子セル(PIC)手法と比べ、電流および H 照射野が誘発されることはありませんが、時間スケールの大きな構造には非常に適しています。

静電粒子セル・ソルバーの用途は次のとおりです。

• プラズマ・イオン源
• イオン化を伴う電子銃
• 低圧破壊解析

粒子追跡ソルバーは、電磁場を通過する粒子の軌跡をシミュレートする 3D ソルバーです。Gun Iteration (電子銃反復)オプションにより、電場に対する空間電荷効果を考慮することができます。固定、空間電荷制限、熱電子、電場の放出などの何種類かの放出モデルを利用し、二次電子放出をシミュレートできます。

粒子追跡ソルバーの用途は次のとおりです。

• 粒子源
• 集束およびビーム・ステアリング電磁石
• 加速器の構成部品

Wakefield ソルバーは、線電流で表される粒子ビームの周囲の場と、周囲の構造の不連続性との相互作用によって生成される航跡場を計算します。

Wakefield ソルバーの用途は次のとおりです。

• 空胴
• コリメータ
• ビーム位置モニター

CST Studio Suite の PCB およびパッケージ・モジュールは、プリント基板(PCB)上でのシグナル・インテグリティ(SI)、パワー・インテグリティ(PI)、電磁両立性(EMC)解析のためのツールです。Cadence、Zuken、Altium の一般的なレイアウト・ツール用の強力なインポート・フィルターを提供することで、EDA 設計フローに統合します。共振、反射、クロストーク、パワー/グランド・バウンス、同時スイッチング・ノイズ(SSN)などの影響は、レイアウト前からレイアウト後まで、製品開発のどの段階でもシミュレートできます。

CST Studio Suite には、次の 3 種類のソルバーがあります。

• 2D 伝送線路法
• 3D 部分要素等価回路(PEEC)法
• 3D 有限要素周波数領域(FEFD)法

その他に、IR ドロップ、PI、SI 解析用の定義済みワークフローもあります

ルール・チェックは、EMC、SI、PI の設計ルール・チェック(DRC)ツールです。Cadence、Mentor Graphics、Zuken、ODB++ (Altium など)から一般的な基板ファイルを読み取ります。EMC または SI の一連の設計ルールと照らし合わせて PCB 設計をチェックします。ルール・チェックで使用されるカーネルは、よく知られているソフトウェア・ツール EMSAT です。
I/O ネット、電源/グランド・ネット、デカップリング・コンデンサーなど、EMC にとって重要なさまざまなネットおよびコンポーネントを指定できます。ルール・チェックは、重要なネットを一つずつ順に検査し、選択した EMC または SI の設計ルールに違反していないかどうかをチェックします。ルール・チェックの完了時に、EMC ルール違反をグラフィカルに表示させることも、HTML ドキュメントとして表示させることもできます。

ルール・チェックの用途は次のとおりです。

• 電磁両立性(EMC) PCB 設計ルール・チェック
• シグナル・インテグリティおよびパワー・インテグリティ(SI/PI) PCB 設計ルール・チェック

ケーブル・ハーネス・ソルバーは、電気的に規模の大きい系の複雑なケーブル構造のシグナル・インテグリティ(SI)、伝導放出(CE)、放射妨害波(RE)、電磁感受性(EMS)を 3 次元で解析します。3D メタリックまたは誘電体環境でのケーブル・ハーネス構成向けに、高速で正確な伝送線路モデリング技術を採用しています。ケーブル・ハーネス・ソルバーとその他の高周波数ソルバーを組み合わせたハイブリッド・シミュレーションでは、複雑なケーブル・ハーネスを含む構造を 3D で効率的にシミュレートできます。

ケーブル・ハーネス・ソルバーの用途は次のとおりです。

• ケーブルの一般的な SI および EMC シミュレーション
• 自動車および航空機のケーブル・ハーネス・レイアウト
• 家電製品のハイブリッド・ケーブル