HFSS是一款电磁仿真软件,它利用有限元分析技术,将需要被仿真的结构通过网格分割成有限的元件,然后利用计算机对每一个元件进行求解,最终得到整个结构的电场分布等物理参数。因为这个过程需要大量的计算量和内存,相应地,电脑性能和存储空间的大小都会直接影响HFSS仿真的速度。
当几何模型设计不当时,会出现结构中的元件过于复杂,导致网格数量增加,从而导致仿真速度变慢。这与HFSS所采用的有限元分析技术密不可分。如果结构模型太大,数据量就会增加,导致计算机内存与存储空间不足,影响模拟速度。
此时,我们可以将结构细节进行适当简化,减少结构中不需要的细节,从而防止过于复杂导致的仿真缓慢。另外,我们还可以将结构划分成若干部分进行仿真,最后合并仿真结果。这样可以将单个仿真过程缩小,从而提供仿真速度,也方便查看细节问题。
仿真过程中,网格分割(Mesh)是一个非常重要的环节,网格质量与结构的仿真精度、仿真速度以及求解器的收敛速度有很大关联。因此,网格不均衡也是造成HFSS仿真越来越慢的常见原因。比如有的区域网格过于粗糙或过于细致,会产生仿真误差和计算瓶颈。
对于网格质量不均匀的问题,我们需要在划分网格之前注意结构是否具有相对的对称性。当结构具备相对的对称性时,我们可以使用HFSS中的Symmetry Boundary命令对仿真和网格进行简化和设置优化选项,从而使得无需计算的部分不再被计算,从而提高仿真速度。
HFSS仿真的求解器多种多样,不同的求解器适用于不同问题,比如模态分析、频率域分析和时间域分析等。根据需要选取具有高精度和高速度的求解器十分重要,有时候第一步向导就选取了隐式求解方式,而显式求解方式会更适合结构局部高频区域的准确计算,而求解器的选取时,我们还需要注意选取合适的容差和收敛条件。容差过大会导致收敛速度变慢,容差过小会导致收敛过度而造成数值问题,从而影响仿真速度和精度。
在HFSS的仿真依赖性别较强,不同的求解器针对不同的问题会有直接或间接的影响,因此应该根据不同的应用场合和特定的问题来选择合适的求解器和设置参数,以便改善仿真速度。