电磁仿真
电磁场的仿真和分析
电磁仿真软件
电磁仿真软件使工程师能够高效地研究组件或整个系统的电磁性能。电磁 (EM) 系统通常会带来多尺度挑战,例如,宽频率范围和具有精细细节的大型电气结构。专用求解器利用特定的数值技术实现快速准确的仿真。EM 仿真可在整个设计流程中加以应用。从理念构思到满足规范的组件综合,再到分析各种工作条件下的电磁性能:虚拟原型正在改变设计周期。
SIMULIA 电磁仿真的主要优势
缩短设计周转时间
仿真可加速分析和优化,缩短设计周期并提供竞争优势。
减少对测试的依赖
与物理测试相比,仿真速度更快、成本更低,并且可以在设计周期的早期阶段实施。仿真也能够揭示物理测试难以观察到的产品行为。
了解复杂系统
高性能仿真可以对大型或复杂系统的行为进行建模,例如繁忙街道上的天线性能、高速 PCB 的信号完整性或人体医疗设备的安全性
通过自动化减少工作量
自动化网格划分、优化和后处理可消除繁琐的设置工作,使工程师能够更快地获得所需的结果
利用设计模型
统一建模和仿真 (MODSIM) 意味着可以在统一的设计环境中直接执行 CATIA 或 SOLIDWORKS 的几何图形仿真,从而减少模型构建所需的时间
使用多物理场仿真进行完整分析
电磁仿真可以通过其他学科进行补充,例如流体仿真、结构仿真、多体系统仿真和振动声学仿真
提高产品性能和质量
EM 仿真软件是能够加快产品上市进程并降低其成本的变革工具。它不仅广泛应用于电子产品和通信这样的高科技行业,而且还广泛应用于航空航天、国防、交通运输和生命科学领域。EM 软件的分析范围涵盖从天线、传感器和芯片等单个组件,到飞机、智能手机和 MRI 等完整设备。
SIMULIA 产品组合中的协同设计将 EM 仿真集成到行业流程中。统一建模和仿真 (MODSIM) 可加速用于评估材料和产品的性能、可靠性和安全性的流程。工程师可以在进行物理原型工作之前研究权衡、缓解问题并优化设计,从而降低开发风险。3DEXPERIENCE 平台上的多物理场设计流程从最早的阶段开始推动开发流程。Simulia 电磁仿真软件可以在 3DEXPERIENCE 平台上使用,也可以单独使用。
EM 仿真应用
天线仿真
电磁仿真工具在整个天线开发和集成过程中具有重要作用,其有助于创建功能天线设计,根据需求完善设计,以及在安装后评估其性能和 RF 暴露水平。SIMULIA 套件为天线工程师提供各种应用所需的工具。
电磁干扰仿真
控制电磁干扰 (EMI) 是电子设备设计和制造的一个重要方面。产品必须遵守国际电磁兼容性 (EMC) 标准,以确保电磁辐射在允许的范围内,并且这些设备不易受外部干扰。电磁仿真有助于识别潜在问题,并可简化认证方面的开发流程。
RF 仿真
CST Studio Suite 技术提供用于微波和射频滤波器及组件仿真的多种电磁求解器。时域求解器非常适合宽频带行波组件,而频域求解器非常适合带通滤波器等高谐振结构。特殊功能包括移动网格和模型降阶方法,可实现准确和快速的仿真。波导端口有助于激发传输线,而系统装配体和建模可简化复杂的设备建模。Fest3D 的求解器技术可高效仿真波导结构。
光学仿真
CST Studio Suite 可在光学频率下灵活高效地仿真波行为。自动导入链接到光子设备布局工具可轻松生成 3D 仿真模型。材料库采用光学频率材料模型。后处理模板可以计算标准行业指标。通过高性能计算选项,可以仿真大型电气组件。
低频和电机仿真
SIMULIA 的多功能工具可满足各行各业用户的不同需求,确保医疗设备和磁体设计等重要应用的准确性。先进的建模功能可深入分析具有永磁体或超导线圈的设备。定制界面帮助用户仿真和增强高效率电机和发电机。电磁仿真有助于创建具有最佳性能的可持续性机器。
带电粒子动力学仿真
SIMULIA 仿真产品组合提供了用于仿真具有自由移动粒子和电磁场的设备的多种求解器。它包括 CST Studio Suite 和 Opera 的技术。带电粒子动力学仿真涉及分析粒子发射、静电加速、静磁聚焦和高能量下的相对运动方程。
SIMULIA 电磁仿真软件产品
SIMULIA 开发了可用于计算各种应用领域中从静态到光学频率的电磁场的仿真技术。
3DEXPERIENCE 平台上的 SIMULIA 电磁仿真软件
SIMULIA 电磁仿真软件产品以角色的形式打包在 3DEXPERIENCE 平台上,以便让您更快上手,并更高效地使用所有所需的应用,尽在您的指尖。选择一个与您在组织中的角色相对应的套餐。
电磁仿真资源
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关于电磁仿真的常见问题答疑
3D 电磁仿真描述了在空间和时间中求解 Maxwell 方程的方法。基于体积离散化的方法包括
- 有限元法 (FEM)、
- 有限积分技术 (FIT)、
- 时域有限差分法 (FDTD),
- 以及传输线矩阵法 (TLM)。
这些方法非常通用,可用于仿真所有类别的问题。但是,对于特定问题类别而言,有一些方法要高效得多,例如矩量法 (MoM)、边界元法 (BEM) 模式匹配和物理光学。
全波电磁仿真器根据问题的特殊物理性质,在不进行近似计算的情况下求解 Maxwell 方程。它们通常为天线或组件等高频电磁应用提供解决方案。SIMULIA 提供时域和频域电磁仿真器。
CST Studio Suite 瞬态求解器提供基于有限积分技术 (FIT) 和传输线矩阵法 (TLM) 的解决方案。这些求解器特别适合计算宽带结构的宽频带结果。这些电磁仿真器的内存效率非常高,能够处理大型、高度复杂和高度不均匀的问题,而且在 GPU 和集群上实施这些仿真器可进一步提高利用率。
静态仿真范围包括静电、静磁和静态电流。基于 Opera 和 CST Studio Suite 技术,适用于所有三种静态应用情况的电磁求解器包括:静电求解器是仿真静态电场的理想工具,也是传感器和触摸屏的理想之选。静磁求解器有助于设计电机和粒子加速器磁体。静态电流求解器可用于分析具有损耗元件的组件中的直流电流,例如大功率设备或 PCB 配电网络。
最佳电磁仿真软件是能让您准确快速地完成工作的软件。完成此挑战的一个基本要求是在一个软件包中提供多种数值仿真方法,因为没有一种仿真工具可以解决所有仿真挑战。SIMULIA 电磁仿真产品组合提供频率范围从直流到光的各种电磁仿真器。
电磁场的数值仿真通常基于 Maxwell 方程在空间和时间上的离散化。在最简单的 FDTD 案例中,仿真体积将映射到笛卡尔网格上。各个网格单元可以填充不同的材料,并沿着单元的边和通过单元的面来定义电场和磁场。
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