Новые возможности ANSYS Electronics Desktop 2016.

В статье представлены основные нововведения и улучшения, касающиеся ANSYS HFSS R17.0. Выход данного релиза заявлен на начало 2016 года.

ANSYS Electronics Desktop

В новом релизе под одной оболочкой – ANSYS Electronics Desktop (ED) объединены как приложения для разработки электроники и СВЧ/ВЧ устройств (HFSS, SI и RF circuit option, Q3D, HFSS 3D Layout), так и электромеханические приложения (Maxwell, Simplorer) рисунок 1. Для удобства работы можно настроить оболочку ED под свои нужды (например, выбрать только RF приложения).

Рисунок 1.

Кроме того, в Electronics Desktop интегрирована система ANSYS ACT (ANSYS Application Customization Toolkit), которая серьёзна расширяет возможности ПО, а также через которую доступны Antenna Design Toolkit и связка HFSS c Savant. (Рисунок 2).

 

Рисунок 2.

Для того чтобы обучение начинающих пользователей ANSYS HFSS стало более удобным и эффективным, в меню Help (Electronics Desktop) вынесен раздел Getting Started Guides (рисунок 3), в котором доступны разделы “Введение в HFSS” – который по сути представляет собой помощь только по ПО ANSYS HFSS и целый ряд пошаговых примеров.

Рисунок 3.

В 17-ой версии ANSYS Electronics Desktop будет доступна библиотека RLC моделей от компании Modelithics Inc (Рисунок 4). Всего данных моделей более 9-ти тысяч и все они получены путём измерений. Поэтому их использование при моделировании позволяет инженеру получать более точные результаты.

Рисунок 4.

В новой версии будет доступно использование импортированных S-параметров в качестве цели оптимизации (модуль Optimetrics). (Рисунок 5).

Рисунок 5.

 

Улучшения, касающиеся вычислений.

Ранее технология GPU была доступна в HFSS  только во временном решателе, в новом версии эта технология будет работать и для частотной области (этап вычисление матриц, рекомендовано использовать при размере матрицы более 20-ти миллионов неизвестных). Лицензия на один HPC Pack даст возможность использовать одни GPU. На рисунке 6 отражены результаты использования GPU для разных проектов. Видно что для большинства проетов получаем прирост в скорости расчёта более два раза.

Рисунок 6.

В ряде случаев, при моделирование тонких или слоистых структур, разбиение на элементарные ячейки становится неэффективным (из-за своей большой размерности), поэтому для решения таких задач предлагается использовать Оболочечный Элемент (Shell Element)(Рисунок 7). Данная технология доступна только для типа HFSS Driven. 

Рисунок 7.

В версии 17-ть будет добавлена возможность задавать некоторые величины определяющие свойства материала в виде тензора размерности 3 на 3. Причем составляющие тензора могут быть представлены в виде переменных. (Рисунок 8)

Рисунок 8.

3D-моделирование.

Появилась возможность получения геометрии из SpaceClaim непосредственно из вкладки Modeler. Чтобы такая возможность появилась необходимо располагать лицензией на ПО SpaceClaim (Рисунок 9). Также поддерживаются новые версии расширении различных CAD.

Рисунок 9.

Изменения коснулись и настроек сеточного генератора. А именно: управление размером элементарных ячеек при помощи бегунка, улучшена начальная сетка, улучшена сетка на основе криволинейных элементов. (Рисунок 10) А также само меню претерпело некоторые изменения.

Рисунок 10.

Гибридные решения.

На протяжении уже нескольких лет, от версии к версии разработчики кода ANSYS внедряют новые подходы к решению задач высокочастотной электродинамики. Усовершенствуют уже внедрённые методы, создают удобные механизмы связи различных методов решения и всё это делается ради одной цели: получать быстро и точно с использованием минимальный затрат вычислительных ресурсов. В следующем релизе будет предоставлена возможность использовать граничные условия FE-BI и PO в одном проекте, (Рисунок 11) причём граничные условия PO могут быть наложены как на металл так и на диэлектрик.

Рисунок 11.

Интеграция HFSS – Savant.

Как известно еще в прошлом году компания ANSYS поглотила Delcross Technologies. Таким образом в составе инструментов электромагнитного моделирования появился модуль Savant. Savant - это программа для анализа антенн расположенных на электрически больших объектах, который обеспечивает быстрый и точный расчет диаграмм направленностей, полей ближней зоны и развязку между антеннами. В данной программе используются методы геометрической и физической оптики. С выходом нового релиза у пользователей появится возможность использовать все преимущества такой связки – HFSS и Savant (Рисунок 12).

Рисунок 12.

Автоматическое создание воздушного бокса и ГУ типа ABC.

Добавлено автоматическое создание бокса расчетной области с учетом заданной длины волны в настройках решателя (Рисунок13).

Рисунок 13.

Улучшения в пост обработке.

В предыдущих версиях было доступно наложение трёхмерных графиков диаграмм направленностей на модель анализа. Теперь станет возможным совмещение геометрии модели с двумерными графиками диаграмм направленности (Рисунок 14).

Рисунок 14.

Также предыдущих версиях уже было доступно использование производных переменных для получения быстрого результата (в качестве результата выступали S-параметры). С выходом 17-ой версии ANSYS HFSS такой приём будет доступен и поля в дальней зоне. Это значительно сэкономит время разработки антенны, поскольку посредством применения производных значительно уменьшается количество решений в явной форме.