Sähkömagneettisen kentän ratkaisijan luokitus

1. Kvasi-sähköstaattinen magneettinen algoritmi

Se vaatii kolmiulotteisen rakennemallin. Ns. "Kvasi-staattinen" tarkoittaa, että järjestelmän on tuettava sähköstaattisten kenttien ja vakaiden virtojen olemassaoloa, jotka ilmaistaan ​​sähköstaattisen kentän ja staattisen magneettikentän kenttänä. Tarkemmin sanottuna vuonmuutosnopeus tai siirtymävirta on hyvin pieni, joten Maxwellin yhtälöissä B- ja D-osien johdannaiset ajan suhteen voidaan jättää huomiotta, ja vastaavia Maxwell-yhtälöitä kutsutaan kvasi-staattisiksi ja kvasi-staattisiksi magnetismeiksi. Tästä peräisin olevaa algoritmia kutsutaan kvasi-sähköstaattiseksi algoritmiksi ja kvasi-staattiseksi magnetointialgoritmiksi. Tämän tyyppistä algoritmia käytetään pääasiassa EMC-simulointiin tehon taajuus- tai matalan taajuuden tehojärjestelmissä tai sähkölaitteissa. Esimerkiksi jakeluparametrien erottaminen väyläpalkin ja kaappin välillä voidaan suorittaa kvasielektrostaattisella magneettialgoritmilla. Korkeajännitteisten eristyslaitteiden osalta on ilmeistä, että voidaan käyttää kvasi-staattista lähentymistä, ja suurvirtavirtaisten laitteiden, kuten muuntimien, moottoreiden, muuntajien jne. Osalta on edullista käyttää kvasi-staattista magnetointialgoritmia. Monikerroksinen PCB-valmistaja Kiinassa.

2, täyden aallon sähkömagneettinen algoritmi

Yksinkertaisesti sanottuna se on algoritmi, joka ratkaisee Maxwellin yhtälöiden täydellisen muodon. Koko aallon algoritmi on jaettu aikavyöhyke- ja taajuusalueen algoritmeihin. Lopullinen erotusmenetelmä (FD), äärellinen integroitu menetelmä (FI), lähetyslinjan matriisimenetelmä (TLM), äärellinen elementtimenetelmä (FEM), raja-elementtimenetelmä (BEM), momenttimenetelmä (MoM) ja monikerroksinen nopea moninapainen menetelmä (MLFMM) on täyden aallon algoritmi. Kaikki täyden aallon algoritmit edellyttävät, että simulointialueella on tilaverkko tai kasvot. Kolme ensimmäistä menetelmää (FD-, FI- ja TLM-menetelmät) ovat lähinnä aikatason nimenomaisia ​​algoritmeja, ja harva matriisi, simulointiaika ja muisti ovat verrannollisia ruudukon numeroon kerran; viimeiset neljä menetelmää (FEM, BEM, MoM ja MLFMM)) ovat taajuusalueen implisiittisiä algoritmeja. FEM on myös harva matriisi. Simulointiaika ja muisti ovat verrannollisia verkkojen lukumäärän neliöön; kun taas BEM ja MoM ovat tiheitä matriiseja, aika-muistin suhde on ruutujen määrän kuutio. FD, FI, TLM ja FEM sopivat mihin tahansa rakenteeseen. BEM ja MoM sopivat mihin tahansa rakenteeseen, mutta yhtenäiseen ei-pyörivään väliainejakautumiseen, kun taas MLFMM soveltuu pääasiassa metallien kuperiin rakenteisiin, vaikka MLFMM: llä on erittäin lineaarinen mesh-konvergenssi. Tätä kutsutaan NlogN-laskennan määräksi. 3D-tulostimen PCB-toimittaja.

3, 2D-ratkaisija

2D-ratkaisija on yksinkertaisin ja tehokkain ja soveltuu vain yksinkertaisiin sovelluksiin. Esimerkiksi 2D-staattinen ratkaisija voi purkaa sirukytkennän poikkileikkauksen kapasitanssiparametrit. 2D-kvasi-staattinen ratkaisija voi purkaa matalataajuisia RLGC-parametreja yksikköpituudelta yhtenäisen monijohdelähetyslinjan poikkileikkauksessa. 2D-aaltojen ratkaisija poimii täyden taajuuden RLGC-parametrit yhtenäisen monijohdelähetyslinjan poikkileikkauksesta. Tyypillisiä 2D-aallon laskentamenetelmiä ovat: 2D-rajaelementtimenetelmä, 2D-äärellisen eron menetelmä, 2D-äärellinen elementtimenetelmä.

4, 2.5D-ratkaisija

2.5D-käsite esitettiin 1980-luvulla, kun Rautio jatkoi tohtorintutkintoa. Syracusen yliopistossa Yhdysvalloissa, jossa hän työskenteli tasomaisena MOM-algoritmina GE Electronics Laboratoryn tukemana professori Rogerin johdolla. Tuolloin ihmisillä oli vain 2D-virran (XY-suunta) ja 3D-sähkömagneettisen kentän käsite. GE Electronics Labsin ihmiset ovat huolissaan virtauksista, kutsuvat heitä 2D: ksi, kun taas professori Roger on huolissaan sähkömagneettisista kentistä ja kutsuu niitä 3D: ksi. Rautio ja kaksi joukkuetta toimivat yhdessä. Tuolloin hän luki kirjaa fraktaaliteoriasta. Subdimension käsite määritettiin selvästi kirjassa. Niinpä Rautio sai inspiraatiota ehdottamaan 2.5D: n käsitettä, joka on myös fraktaalisen ulottuvuuden teoria. Ensimmäistä kertaa sitä käytettiin sähkömagneettisten kenttien alalla.

5, 3D-ratkaisija

3D-kvasi-staattinen ratkaisija soveltuu useimmille siru-paketti-järjestelmien 3D-rakenteille, mutta se on tehokas matalille taajuuksille, ja korkean taajuuden tulosten virhe on suuri. Jos rakenne on suuri, laskenta-aika on pitkä ja muistin kulutus on suuri.
3D-aaltojen ratkaisija on tarkin ratkaisija mallin todelliseen tilanteeseen. Se voi simuloida kaikkia RF: n, SI: n, PI: n, EMI: n jne. Kattamia vaikutuksia. Tyypilliset 3D-aallonliuottimet ovat: rajaelementtimenetelmä (Si9000), äärellinen erotusmenetelmä (CST, Keysight EMpro / FDTD) ja äärellinen elementtimenetelmä (Ansys) HFSS , Keysight Empro / FEM).