آموزش نرم افزار Ansys HFSS قسمت اول معرفی نرم افزار

نویسنده مطلب : ایمان اکبری
تاریخ ارسال : 2014-12-21 19:37:12

نرم افزار HFSS بسته نرم افزاری تعاملی برای محاسبه رفتار الکترومغناطیسی یک ساختار است. نرم افزار شامل فرمان های پس-پردازش (Post-processing) برای تحلیل این رفتار به همراه جزئیات مربوطه می باشد.
از این نرم افزار می توان برای محاسبات زیر بهره برد:

  • کمیت ها میدان الکترومغناطیسی پایه، و برای مسائل با شرط مرزی باز میدان های تشعشعی دور و نزدیک.
  • امپدانس های مشخصه و ثابت های انتشار پورت
  • پارامترهای S و پارامترهای S تعمیم یافته باز-نرمالیزه نسبت به امپدانس پورت معین.
  • مد های ویژه یا رزونانس های ساختار.

نرم افزار HFSS از یک تکنیک عددی به نام المان محدود یا FEM استفاده می کند. این تکنیک فرآیندی است که یک ساختار به تعداد زیادی زیر بخش های کوچک تر به نام المان های محدود تقسیم می شود. المان های محدودی که نرم افزار HFSS استفاده می کند همان هرمی شکل ها یا Tetrahedra می باشند و مجموعه تمامی این هرمی شکل ها را مش می نامند. حل مورد نظر برای میدان های درون المان های محدود دنبال می شود و این میدان ها به گونه ای با یکدیگر ارتباط دارند تا معادلات ماکسول در مرزهای المان ها داخلی برآورده شوند. این روند یک حل میدان برای تمامی ساختار اصلی می دهد. وقتی حل میدان برای ساختار پیدا شد حل ماتریس s تعمیم یافته نیز تعیین می شود. در شکل زیر روند کلی فرآیند حل ساختار توسط HFSS را مشاهده می کنیم.

فرآیند حل تطبیقی و اهمیت آن برای HFSS

فرآیند حل تطبیقی روشی است که HFSS از طریق آن تضمین می کند که پاسخ نهایی برای مسئله EM داده شده پاسخی صحیح است. این امر یک بخش لازم و ضروری برا فرآیند حل کلی می باشد و دلیل کلیدی برای اطمینان فوق العاده کاربر از دقت HFSS می باشد. در شکل زیر روند حل تطبیقی در نرم افزار HFSS را مشاهده می کنیم :

حجم محاسباتی و اجزای آن

حجم محاسباتی یا فضای حل حجمی است که HFSS به طور خاص میدان های EM را درون آن محاسبه می کند. هر کمیت میدان در خارج از این حجم را می توان از میدان های درون آن استخراج کرد. در شکل زیر حجم محاسباتی و اجزای آن را مشاهده می کنیم.

شش گام کلی در شبیه سازی با HFSS

شش گام اصلی برای ساختن و حل یک شبیه سازی صحیح توسط HFSS وجود دارد. این گام ها از این قرار می باشد :

  • ساختن مدل یا ساختار هندسی
  •  تعیین شرایط مرزی
  • -تعیین تحریک هایی که قرار است به ساختار اعمال شوند
  •  تنظیمات مربوط به حل
  • حل کردن
  •  پس-پردازش یا Post-process نتایج حاصل از حل. 

در تصویر زیر این شش گام اصلی را مشاهده می کنیم.

چهار نوع حل در نرم افزار HFSS

حین استفاده از نرم افزار HFSS کاربر م بایستی در ابتدا مشخص کند که چه نوع حلی می بایستی HFSS محاسبه کند. در HFSS چهار نوع حل وجود دارد.

  • Driven Modal
  •  Driven Terminal
  •  Eigenmode
  •  Transient

نوع حل مورد نظر را می توان با کلیک بر روی منوی HFSS و انتخاب گزینه solution type و انتخاب نوع حل مورد نظر تعیین کرد.

شرایط مرزی در HFSS

در نرم افزار HFSS مرزها برای دو منظور کلی هستند :

  1. یا ایجاد مدل الکترومغناطیسی باز یا مدل الکترومغناطیسی بسته
  2. -یا برای ساده سازی پیچیدگی هندسی یا الکترومغناطیسی مدل الکترومغناطیسی

در شکل زیر برخی از موارد این دو نوع را مشاهده می کنیم.

برچسب ها [ شبیه سازی، نرم افزار، الکترومغناطیس، میدان، مایکرویو، ansoft hfss، ansys hfss، معرفی، شرایط مرزی، حل وفقی]

نظرات
نظر جدید
172
تعداد اعضا
filter picture
antenna picture