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《电磁仿真软件套装》CST Studio Suite 2012.05

《电磁仿真软件套装》CST Studio Suite 2012.05

CST Studio Suite 2012.05 | 3.5 Gb

电磁仿真软件CST STUDIO SUITE™是经过多年的研究开发出来的最有效和准确的电磁设计软件 。它包括设计和在一个宽的频率范围内工作装置优化科技委的工具 - 静态光学。可进行热和力学效应分析,以及电路的仿真。所有的程序都可以通过一个通用接口推进多态物理外设和电路协同仿真。
1.CST工作室套装™
CST工作室套装™新版包含:CST微波工作室®、CST电磁工作室™、CST粒子工作室™和CST设计工作室™。所有的工作室集成在一个统一的CST设计环境™下。使得电磁场和电路、热分析的协同仿真成为可能。
CST微波工作室® 新 B版新性能:多层快速多极子法、全新子网技术 …
2.三套独立的专家级网格
六面体网格(PBA®CST专有的理想边界拟合技术)
使用有限积分算法进行时域、频域、本征模电磁场分析
四面体网格
使用有限元算法进行频域电磁场分析
2D面网格
使用矩量法和多层快速多极子法(MLFMM)对物体表面进行网格剖分
3.四个完备的求解器:
时域求解器(电大、宽带)
频域求解器(电小、窄带)
本征模求解器(电小、谐振结构)
矩量法快速多极子求解器(电大、辐射、散射)
4. 最佳求解器与最佳网格的结合
15年来,CST一直致力于为广大用户提供具有强大求解功能的商用软件。同时兼顾用户的其他需求,如:数据输入、与其它CAD/EDA软件间的导入导出和简捷智能化的后处理。经过长期努力,提供“完善技术”的CST 微波工作室ò(CST MWS)新版本新B终于与广大用户见面了。新版本不但实现了提供最佳求解器和最佳网格的虚拟现实仿真,而且还提供了通过多个求解器的结果进行交叉验证的途径。使人们对三维高频电磁仿真结果正确性的信心达到了前所未有的高度。
CST 子网技术
电大尺寸的抛物面天线
时域求解器中灵活的子网技术
作为一个巨大的挑战性的理论研究项目,子网技术经过严格的测试,最终在这里发布,成为时域求解领域的一大喜人突破。灵活的子网技术将CST现有的PBA与TST(薄片技术)与共形网格概念进行了有机的结合。
天线罩中的子网格
下图所示为这一设计的典型应用--模型的不同部分尺寸相差很大。对于人头以及手机天线的小螺旋,传统时域求解器将采用贯穿整个仿真体积的均匀网格。新的方法可以将小网格聚集在螺旋体的周围,而在离螺旋体较远的地方,场值在空间上变化很少,故可以采用较大的网格。既可以分别在x/y/z方向上划分子网,也可以在这三个方向上同时划分子网(视结构而变)。例如,对于共面结构,则只需要在一个面上划分子网格即可正确获取金属边缘特性。上图中,网格数下降很多,约仅为非子网时的1/10,大大减少仿真时间。
靠近头部的手机螺旋天线
积分方程求解器
新B版引入一个全新的专家级全波求解器,用来求解电尺寸非常大的结构,通常尺寸为几十甚至几百个波长。应用范围包含多天线的EMC/互扰分析、天线布局优化和整机RCS研究。该积分方程求解器采用多层快速多极子法(MLFMM)。
表面网格
用新引入的多层快速多极子(MLFMM)求解的120个波长的飞机的散射特性及表面电流分布
CST 新B 版其它特点
新B中的许多改进都将使用户受益。为了适应更加复杂的建模,前端建模器在结构旋转移动时采用降低细节分辨率的方法来提高动态旋转速度,最高可达每秒15帧。跳显功能可以使用户在导航树或是主视图中快速显示各个结构和隐藏结构(下图)智能旋转中心将旋转中心总是置于当前鼠标所在位置。在后处理中,根据缩放尺度自动调整箭头个数和大小。
跳显手机内部的其它结构轮廓线
更加清晰的结构透视功能
更加清晰的电流分布显示
倾斜波导端口、铁氧体任意磁化(有限元频域求解器)
元胞边界条件(Unit Cell)、Floquet模式及其任意扫描角设置。用于频域仿真频率选择表面(FSS)的散射特性和大型相控阵天线的辐射特性
使用CST MICROWAVE STUDIO®(CST MWS)的设计工程师普遍赞赏其使用方便以及对电磁仿真计算技术的深刻领悟,正是这些使得他们的开发效率显著增加。虽然如此,这些用户还是会感到吃惊,因为,这套软件现在又增加了急切期待中的广泛宣传的新版本:CST STUDIO SUITE TM 新。进一步的使用发现,这个软件包包含了高频仿真器CST MWS,图形工具模块CST DESIGN STUDIO TM(CST DS),低频仿真器CST EM STUDIO TM(CST EMS),以及最新的CST PARTICLE STUDIO TM(CST PS),专门用于电磁场中带电粒子的稳定的3D运动仿真。
新的开发环境
这套软件所具有的相互协作的特点对于用户来说是非常明显的。比如,我们可以通过CST EMS的温度求解器利用CST MWS已经计算好的高频电场损耗或者铁氧体的磁化来计算出相应的热负荷,并且所有的计算都在一个界面内操作。如图2所示。
这个功能是由新增加的CST DESIGN ENVIROMENT TM(CST DE)模块提供的,它是CST MWS以及其他CST STUDIO仿真器的入口。通过执行CST DE,CST MWS获得一个多层文件界面,通过它可以同时打开多个工程。
程序页面
一打开CST MWS的工程,用户就会发现新增加的CST DS页面。即使在最基本的许可的情况下,RLC元件以及一些其他的元件也可以连接到接口,并且可以进行S参数仿真。完整的CST DS许可证将能够使用更广泛的电路元件。用小的3D CST MWS模型合成更大的系统是CST DS的核心功能。它使用了尖端的存储和插值技术来加速参数设置和最优化。它重点致力于提高3D电磁仿真性能,并且引导用户完成电路仿真的第一步。这样,用户可以很容易的在工程之间切换,比较,以及拷贝粘贴计算结果。此外,CST DE还允许切换到VBA编辑器。
建模与协作
CST MWS的成功一直与其引入的容易被3D电磁场仿真模块调用的几何模型接口是密切相关的。它同时也加快了复杂结构体的建模,能够更好的体现出设计意图,更方便的确定模型的几何参数,而且还可以转化为机械CAD工具能够识别的多种格式,输出的CAD数据可以被参数化并且容易进行优化。
彻底更新了与VDA-FS和Mecadtron格式的链接。全部重做了与Cadebce® Allegro®的链接,提高了前期性能。图3展示了改进的Cadebce结构。这个接口现在也是stack-up编辑器的特色。这意味着与其他EDA厂商(如Mentor Graphics®或Zuken)链接的第一步。二维的输出结果可以通过自适应的JEDEC联结程序很容易的扩展,用户能够轻松的在理想化的模型和实物模型之间切换。除CAD接口外,电流分布,如来自SimLab PCBMod的电流分布,现在可以作为源而载入,用于EMC/EMI研究
电磁/电路联合仿真
现在高频PCB设计和封装所关系的主要问题是信号的完整性和辐射问题。公司目前提供了改进的电磁/电路联合仿真程序,该方案能够实现了与ADS工作流程中的3D模型的完全兼容。任何CST MWS模型都可以作为一个库元件。用户可以通过设置一些参数来将其应用到ADS电路模型中。如果用于调谐或者优化设计,中间结果可以通过插入已存在的结果得到。在任何必要的时候,完整的3D仿真都可以直接从ADS方案开始。每个仿真结果都被加入到元件库中,因此,库的价值在不断的增加。
求解器技术
CST MWS据说是唯一的基于笛卡儿坐标和四面体网格的时域和频域的商业3D仿真软件,并且具有易于操作的界面。其旗舰模块,瞬态求解器,是电大尺寸物体,复杂结构体或宽带计算的首选。这些性能已经通过64位计算技术的实现而得到提高。除了用户界面,公司所特有的理想边界近似技术(PBA®)可以被认为是其获得成功的另一块基石。通过精确的几何结构描述,它的运用显著的提高了时域方法的效率,这已经得到了证明。
现在,瞬态求解器采用了新的网格划分法则。这种网格划分法则显示了极其优异的性能。
进一步的改进包括通过表格的方式定义了材料特性受频率影响的材料。这也应用到了计算单元的输出,因此能够高精度进行生物组织的宽带电磁仿真。
新版本改进的焦点是四面体频域求解器(FD)。它是时域求解器的补充,当处理电小尺寸或周期性结构时能够显示其独特的性能。特别是不需要对球形物体进行预分割就能对其真实的表面做网格划分处理。用户可以在迭代求解器和直接求解器之间选择,前者在物体尺寸较大时内存需求依然较小,后者在处理多端口结构时非常有效,因为计算时间并不是强烈依赖于端口的数目。
对于周期结构,如相控天线阵,PBG,FSS, meta-material等,FD求解器专门拥有一个强大的算法,能够自动的设置元胞进行扫描角研究,如图4。自适应频率搜寻也加速了宽带问题的计算,通过最少的必要仿真次数来达到所需要的精度。
现在,我们有两个专门用于像滤波器这种高Q值结构的求解器。第一种是基于减少模次(MOR)设计,直接计算S参数,速度很快但不计算场。若还需要场,可以使用模式分析方法。本征模求解器可以用来计算闭合结构或周期结构,并且考虑了损耗
性能和自动化
CST MWS用户可以以多种方式运用多重处理器。通过使用并行计算功能,一次仿真可以利用一块主板上的多颗CPU实现,或者通过分布式计算方案实现,这样可以利用网络中的其他计算机。进行参数选择和优化时,不同参数设置将由主计算机分配,结果也将汇总到主计算机,由主计算机计算出最后结果,然后下次仿真的新参数将再次进行设置并分配。这个方案已经根据网络通信,误差和稳定性做了有效改善。也可以使用VBA宏语言,它与COM/DCOM接口一起使得该软件能够与其他软件包通信,例如,如果用户想执行自己的运算或者优化设计。

CST’s latest software release, CST STUDIO SUITE version 2012 and its multitude of powerful new features and functionality, can help engineers to streamline their workflows and shorten development cycles. The most significant development in this respect is System Assembly and Modeling.

CST Studio Suite is the culmination of many years of research and development into the most accurate and efficient computational solutions for electromagnetic designs. It comprises CST’s tools for the design and optimization of devices operating in a wide range of frequencies - static to optical. Analyses may include thermal and mechanical effects, as well as circuit simulation. CST STUDIO SUITE benefits from an integrated design environment which gives access to the entire range of solver technology. System assembly and modeling facilitates multi-physics and co-simulation as well as the management of entire electromagnetic systems. CST STUDIO SUITE can offer considerable product to market advantages such as shorter development cycles, virtual prototyping before physical trials, and optimization instead of experimentation.

System Assembly and Modeling (SAM)

Today’s design engineers have to deal with increasingly complex systems whose performance might be affected by the interdependence of components. Consequently, the optimization of the individual components in isolation is still important but might not suffice and an optimization of the entire system may be required. System Assembly and Modeling (SAM) provides an environment that simplifies the management of simulation projects in many ways.

SAM can be used to set-up 3D systems built of various components. Simulation tasks can be defined that include single or multiple components. The user can specify which components should be simulated in 3D and which should be represented by their S-parameters or an equivalent field source. This combination of different levels of simulation helps reduce the computational effort necessary to analyze a complex model accurately. If required, SAM naturally also enables users to create and simulate their system in full 3D. A linked sequence of solver runs can also be initiated. All simulations and links can be defined easily in SAM to enable for example a seamless multiphysics work flow.

Highlights of CST Studio Suite 2012

- System Assembly and Modeling (SAM)
- Drag & drop in the navigation tree (for solids, components, wires, materials) as well for imported CAD and CST files
- New Tabular View to sort, filter and plot result curves of many runs
- New interactive 3D Plot Engine to visualize meshes and field results
- CST MICROWAVE STUDIO (CST MWS) - New Eigenmode solver on curved tetrahedral grids (E)
- CST MWS - New fast resonant solver on curved tetrahedral grids (F)
- CST MWS - New multilayer solver for planar structures, Method of Moments
- CST MWS - Enhanced multi layer models (TLM)
- CST PARTICLE STUDIO - PIC Solver supports GPU computing
- CST EM STUDIO (CST EMS) - 2D magnetostatic solver (Ms)
- CST EMS - Curved tetrahedral elements (Es)
- CST PCB STUDIO (CST PCBS) - New IR Drop solver
- CST PCBS - 3D impedance distribution plot for Power Integrity solver
- CST CABLE STUDIO - Bi-directional EM-Cable Co-simulation in time domain with T- or TLM-solver
- CST MPHYSICS STUDIO (CST MPS) - Non-linear stress solver
- CST MPHYSICS STUDIO (CST MPS) - Non-linear thermal solver

About CST

CST develops and markets high performance software for the simulation of electromagnetic fields in all frequency bands. Its success is based on the implementation of leading edge technology in a user-friendly interface. CST’s customers are market leaders in industries as diverse as Telecommunications, Defense, Automotive, Electronics, and Medical Equipment. Today CST employs 190 sales, development, and support personnel, and enjoys a market share of over 30% in high frequency 3D EM simulation.

《电磁仿真软件套装》CST Studio Suite 2012.05

 

 

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