Симуляция электромагнитного поля для всего спектра частот

CST Studio Suite® — профессиональное программное обеспечение для ЭМ-анализа в 3D, предназначенное для проектирования, анализа и оптимизации электромагнитных компонентов и систем.

В едином пользовательском интерфейсе пакета CST Studio Suite доступны решающие программы для всего спектра электромагнитных полей. Эти решающие программы можно объединять для гибридной симуляции, что дает инженерам возможность эффективно и быстро анализировать целые системы, состоящие из множества компонентов. Совместное проектирование с использованием других продуктов SIMULIA позволяет интегрировать ЭМ-симуляцию в процесс проектирования и управлять процессом разработки с самых ранних этапов.

Наиболее распространенные предметы ЭМ-анализа, где используется CST Studio Suite:

• производительность и эффективность антенн и фильтров
• электромагнитная совместимость и помехи (ЭМС/ЭМП)
• воздействие человеческого тела на электромагнитные поля
• электромеханические эффекты в двигателях и генераторах
• тепловые эффекты в устройствах высокой мощности.

Симуляция позволяет использовать виртуальное прототипирование. Можно оптимизировать производительность устройства, выявлять потенциальные несоответствия нормативным требованиям и устранять их на ранних этапах процесса проектирования, уменьшить количество необходимых физических прототипов и свести к минимуму риск ошибок и отзывов продукции.

Решающие программы

CST Studio Suite® предоставляет клиентам доступ к нескольким решающим программам электромагнитного (EM) моделирования, которые используют такие методы, как метод конечных элементов (FEM), метод конечной интеграции (FIT) и метод матрицы линий передач (TLM). Они представляют собой наиболее мощные решатели общего назначения для задач высокочастотного моделирования.

Дополнительные решатели для специализированных высокочастотных приложений, таких как крупные электрические или высокорезонансные структуры, дополняют решатели общего назначения.

CST Studio Suite включает решатели FEM, предназначенные для статических и низкочастотных приложений, таких как электромеханические устройства, трансформаторы или датчики. Наряду с этим доступны методы моделирования для задач динамики заряженных частиц, электроники и мультифизики.

Полная интеграция решающих программ в один пользовательский интерфейс в CST Studio Suite позволяет легко выбрать наиболее подходящий метод моделирования для данного класса проблем, обеспечивая улучшенную производительность моделирования и беспрецедентную надежность моделирования за счет перекрестной проверки.

Варианты обмена данными

Превосходная интеграция рабочего процесса, доступная в CST Studio Suite®, обеспечивает надежные варианты обмена данными, которые помогают снизить рабочую нагрузку инженера-проектировщика.

CST Studio Suite известен своими превосходными возможностями импорта данных CAD и EDA. Сложные механизмы интеграции, которые восстанавливают целостность некорректных или несовместимых данных, особенно важны, поскольку даже один поврежденный элемент может помешать использованию всей части.

Полностью параметризованные модели можно импортировать, а изменения в конструкции мгновенно отражаются в имитационной модели благодаря двунаправленной связи между САПР и симуляцией. Это означает, что результаты оптимизаций и параметрических проектных исследований можно импортировать обратно непосредственно в основную модель. Это улучшает интеграцию рабочего процесса и сокращает время и усилия, необходимые для оптимизации разработки.

Автоматическая оптимизация

CST Studio Suite® предлагает автоматические процессы оптимизации для электромагнитных систем и устройств. Модели CST Studio Suite можно параметризовать в зависимости от их геометрических размеров или свойств материала. Это позволяет пользователям изучать поведение устройства при изменении его свойств.

Пользователи могут найти оптимальные параметры разработки для достижения заданного эффекта или достижения определенной цели. Они также могут адаптировать свойства материала в соответствии с измеренными данными.

CST Studio Suite содержит несколько алгоритмов автоматической оптимизации, как локальных, так и глобальных. Локальные оптимизаторы обеспечивают быструю сходимость, но рискуют сойтись к локальному минимуму, а не к общему лучшему решению. С другой стороны, глобальные оптимизаторы просматривают все проблемное пространство, но обычно требуют дополнительных вычислений.

Методы высокопроизводительных вычислений могут использоваться для ускорения моделирования и оптимизации очень сложных систем или задач с большим количеством переменных. В частности, производительность глобальных оптимизаторов может быть значительно улучшена за счет использования распределенных вычислений.

Моделирование электромагнитных систем

С помощью System Assembly and Modeling (SAM) CST Studio Suite® предоставляет среду, которая упрощает управление проектами моделирования, обеспечивая интуитивно понятное построение электромагнитных (EM) систем и прямое управление сложными потоками моделирования с использованием схематического моделирования.

Структура SAM может использоваться для анализа и оптимизации всего устройства, которое состоит из нескольких отдельных компонентов. Они описываются соответствующими физическими величинами, такими как токи, поля или S-параметры. SAM позволяет использовать наиболее эффективную технологию решателя для каждого компонента.

SAM помогает пользователям сравнивать результаты различных решателей или конфигураций моделей в рамках одного проекта моделирования и автоматически выполнять постобработку. SAM позволяет настроить связанную последовательность запусков решателя для гибридного и мультифизического моделирования. Например, использование результатов электромагнитного моделирования для расчета тепловых эффектов, затем структурной деформации, а затем еще одного электромагнитного моделирования для анализа отстройки.

Такое сочетание различных уровней моделирования помогает снизить вычислительные затраты, необходимые для точного анализа сложной модели.

Интерфейс пользователя

Среда проектирования CST Studio Suite® - это интуитивно понятный пользовательский интерфейс, используемый всеми модулями. Он включает в себя инструмент трехмерного интерактивного моделирования, инструмент схематического макета, препроцессор для электромагнитных решающих программ и инструменты постобработки, адаптированные к потребностям отрасли.

В ленточном интерфейсе используются вкладки для отображения всех инструментов и параметров, необходимых для настройки, выполнения и анализа моделирования, сгруппированных в соответствии с их положением в рабочем процессе. Контекстные вкладки означают, что наиболее подходящие параметры для задачи всегда находятся на расстоянии одного щелчка. Кроме того, Мастер проекта и Руководство по быстрому запуску предоставляют рекомендации новым пользователям и предлагают доступ к широкому спектру функций.

Инструмент трехмерного интерактивного моделирования, лежащий в основе интерфейса, использует ядро ACIS 3D CAD. Этот мощный инструмент позволяет создавать сложные модели в CST Studio Suite и редактировать их параметрически с помощью простого подхода WYSIWYG.