Klassifizierung des Solvers für elektromagnetische Felder

1. Quasi-elektrostatischer magnetischer Algorithmus

Es erfordert ein dreidimensionales Strukturmodell. Das sogenannte "quasistatische" bedeutet, dass das System das Vorhandensein von elektrostatischen Feldern und stationären Strömen unterstützen muss, die als das Feld des elektrostatischen Feldes und des statischen Magnetfeldes ausgedrückt werden. Genauer gesagt ist die Flussänderungsrate oder der Verschiebungsstrom sehr klein, so dass in den Maxwell-Gleichungen die partiellen Ableitungen von B und D gegenüber der Zeit ignoriert werden können und die entsprechenden Maxwell-Gleichungen als quasistatischer und quasistatischer Magnetismus bezeichnet werden. Der daraus abgeleitete Algorithmus heißt quasi-elektrostatischer Algorithmus und quasi-statischer Magnetisierungsalgorithmus. Diese Art von Algorithmus wird hauptsächlich für die EMV-Simulation in Hochfrequenz- oder Niederfrequenz-Stromversorgungssystemen oder elektrischen Geräten verwendet. Zum Beispiel kann die Extraktion der Verteilungsparameter zwischen der Sammelschiene und dem Schrank durch einen quasi-elektrostatischen Magnetalgorithmus vervollständigt werden. Es ist offensichtlich, dass für Hochspannungsisolationsvorrichtungen eine quasistatische Approximation verwendet werden kann, und für Hochstromvorrichtungen wie Umrichter, Motoren, Transformatoren usw. ist es vorzuziehen, einen quasistatischen Magnetisierungsalgorithmus zu verwenden. Hersteller von mehrschichtigen Leiterplatten in China.

2, elektromagnetischer Algorithmus der vollen Welle

Einfach ausgedrückt ist es ein Algorithmus, der die vollständige Form der Maxwellschen Gleichungen löst. Der Vollwellenalgorithmus ist in Zeitdomänen- und Frequenzdomänenalgorithmen unterteilt. Finite-Differenz-Methode (FD), Finite-Integral-Methode (FI), Transmission-Line-Matrix-Methode (TLM), Finite-Element-Methode (FEM), Boundary-Element-Methode (BEM), Moment-Methode (MoM) und Multilayer-Fast-Multipole-Methode (MLFMM) ist ein Vollwellenalgorithmus. Alle Vollwellenalgorithmen erfordern eine Volumennetz- oder Flächennetzsegmentierung des Simulationsbereichs. Die ersten drei Methoden (FD-, FI- und TLM-Methoden) sind hauptsächlich explizite Zeitbereichsalgorithmen, und die dünne Matrix, die Simulationszeit und der Speicher sind proportional zur einmaligen Gitternummer. Die letzten vier Methoden (FEM, BEM, MoM und MLFMM) sind implizite Algorithmen für den Frequenzbereich. FEM ist auch eine spärliche Matrix. Die Simulationszeit und der Speicher sind proportional zum Quadrat der Anzahl der Gitter. Während BEM und MoM dichte Matrizen sind, ist das Zeit-zu-Speicher-Verhältnis der Würfel der Anzahl der Gitter. FD, FI, TLM und FEM eignen sich für jedes Medium mit jeder Struktur. BEM und MoM sind für jede Struktur geeignet, jedoch für eine gleichmäßige Verteilung des nicht rotierenden Mediums, während MLFMM hauptsächlich für konvexe Metallstrukturen geeignet ist, obwohl MLFMM eine superlineare Maschenkonvergenz aufweist. Das ist als der Betrag der NlogN-Berechnung bekannt. Leiterplattenlieferant für 3D-Drucker.

3, 2D-Löser

Der 2D-Löser ist der einfachste und effizienteste und eignet sich nur für einfache Anwendungen. Beispielsweise kann ein statischer 2D-Löser die Kapazitätsparameter des Querschnitts der chipinternen Verbindung extrahieren. Der quasistatische 2D-Löser kann niederfrequente RLGC-Parameter pro Längeneinheit auf dem Querschnitt einer einheitlichen Mehrleiter-Übertragungsleitung extrahieren. Der 2D-Vollwellenlöser extrahiert Vollfrequenz-RLGC-Parameter aus dem Querschnitt einer einheitlichen Mehrleiter-Übertragungsleitung. Typische 2D-Vollwellenberechnungsmethoden sind: 2D-Grenzelementmethode, 2D-Finite-Differenzen-Methode, 2D-Finite-Elemente-Methode.

4, 2.5D-Löser

Das Konzept von 2.5D wurde in den 1980er Jahren vorgestellt, als Rautio promovierte. an der Syracuse University in den USA, wo er mit Unterstützung des GE Electronics Laboratory unter Professor Roger als planarer MOM-Algorithmus arbeitete. Zu dieser Zeit gab es nur das Konzept des 2D-Stroms (XY-Richtung) und des elektromagnetischen 3D-Felds. Die Mitarbeiter der GE Electronics Labs sind besorgt über die Ströme und nennen sie 2D, während Professor Roger sich mit elektromagnetischen Feldern befasst und sie als 3D bezeichnet. Rautio und die beiden Teams arbeiteten zusammen. Zu dieser Zeit las er ein Buch über Fraktaltheorie. Das Konzept der Subdimension wurde im Buch klar definiert. Daher wurde Rautio inspiriert, das Konzept von 2.5D vorzuschlagen, bei dem es sich auch um die Theorie der fraktalen Dimension handelt. Zum ersten Mal wurde es im Bereich der elektromagnetischen Felder eingesetzt.

5, 3D-Löser

Der quasistatische 3D-Löser eignet sich für die meisten 3D-Strukturen in Chip-Package-Board-Systemen, ist jedoch für niedrige Frequenzen wirksam und der Fehler bei Hochfrequenzergebnissen ist groß. Wenn die Struktur groß ist, ist die Berechnungszeit lang und der Speicherverbrauch groß.
Der 3D-Vollwellenlöser ist der genaueste Löser für die tatsächliche Situation des Modells. Es kann alle von RF, SI, PI, EMI usw. abgedeckten Effekte simulieren. Typische 3D-Vollwellenlöser sind: Grenzelementmethode (Si9000), Finite-Differenzen-Methode (CST, Keysight EMpro / FDTD) und Finite-Elemente-Methode (Ansys) HFSS , Keysight Empro / FEM).