电磁仿真软件CST六面体网格和六面体TLM网格的区别【仿真入门】

news2024/10/5 10:41:10

六面体网格（1）

Time Domain Solver中使用的Hexahedral Mesh！

网格可以说是为了Maxwell方程式计算，将仿真结构分割成许多小的网格单元。因此，仿真计算中识别的结构是网格结构。

Time Domain Solver中使用的Hexahedral Mesh是将结构切成六面体形状的网格。因此，如右图所示的球体(Sphere)进行网格剖分时，会显示为阶梯状(Staircase)的网格。换句话说，网格结构无法正常体现实际的3D结构，所以可能会导致不准确的仿真结果。

为了弥补六面体网格的缺点，CST开发了专有网格技术:能在一个网格中识别两种材料的PBA(理想边界近似Perfect Boundary Approximation)和识别三种材料的(介质、导体、介质)的TST(Thin sheetTechnology 薄片技术)。这样，能实现对曲面物体细线、薄片结构的完美逼近，可以得到精确的仿真结果。

如果一个网格内穿过薄薄的导体Sheet时，利用TST方式可以识别出来并进行正常的仿真分析。但是穿过两个导体Sheet时，会产生阶梯状网格(Staircase Mesh)。

六面体网格(2)

Time Domain Solver中使用的Hexahedral Mesh!

Staircase Mesh在开始仿真后进行矩阵计算(Matrix Calculation)时，弹出下面的警告信息的同时，Mesh View中显示为青绿色。如果发生Staircase Mesh时，必须要确认该网格发生在哪个部位。

因为，Staircase Mesh会在全部网格填满PEC的状态下进行仿真分析。比如，有两个如下图所示的倾斜sheet，其中间发生Staircase Mesh时，两个sheet处于短路状态，无法得到正确的仿真结果。

这时候可以使用前章节介绍的Mesh Setting和Local Mesh等方法。如果觉得这个操作有难度可以试试Adaptive Mesh Refinement功能。

可以在Solver Setup窗口设置自适应网格加密(Adaptive Mesh Refinement)功能。勾选该设置的状态下进行仿真分析时，会逐渐增加网格数量反复进行迭代计算。随着迭代次数的增加，用于仿真的网格数量会越来越多，仿真结果的准确度也会越高。

如果前后两次迭代计算的结果差异达到设置的判定值以内，那么就意味着仿真已经收敛，网格也达到准确的仿真分析所需的数量。寻找精确仿真分析所需网格数量的过程，称之为AdaptiveMesh。但是，使用六面体网格时用户可以自由地调整网格，所以使用Local Mesh或MeshSpecial设置可以更加有效地设置网格，快速取得准确的结果。

因此，不建议在TimeDomain Solver中使用Adaptive Mesh。但Adaptive Mesh的好处是可以用最少的设置取得准确的结果。大家可以做一下参考!

六面体TLM网格

Time Domain Solver中使用的Hexahedral TLM Mesh！

使用Time Domain Solver时，在Mesh Type设置栏或Solver Setup窗口，可以看到Hexahedral下拉菜单中有 HexahedralTLM选项。