Synopsys, po przejęciu firmy Ansys, kontynuuje rozwój produktów związanych z elektroniką, elektroenergetyką i maszynami. W nowej wersji usprawniono programy do liczenia termiki, maszyn i urządzeń elektrycznych oraz elektronicznych. Nowe funkcje znajdziemy w programach takich jak: Icepak, HFSS, Q3D, Siwave, Maxwell czy Motor-CAD.

Ansys Icepak

Zmiany w Ansys Icepak możemy podzielić na trzy główne punkty:

• przyspieszenie działania programu: całkowity czas symulacji może zostać znacznie skrócony dzięki:
  • szybszemu wczytywaniu wyników o 80%
  • szybszemu renderowaniu wizualizacji pól do 400%
  • podsumowaniu pól o 30%
  • zredukowaniu rozmiaru pliku projektu o 80% dzięki HDF5
  • sześciokrotnemu zredukowaniu czasu obliczeń CTM.
• usprawnione siatkowanie: poprawiono opcję Mesh Fusion, dzięki której program tworzy lepsze jakościowo siatki, a elementy na interfejsie pomiędzy dwoma domenami są lepiej dopasowane, niezależnie od rozmiarów domen.
• integracja na poziomie systemowym: tworzenie Surrogate Thermal Model jest teraz 3 do 5 razy szybsze, a liczba kliknięć wymaganych od użytkownika została ograniczona o 80-90%.

Wśród pozostałych nowości znajduje się nowy solwer Joule Heating, który wykorzystuje GPU do obliczeń. Rozbudowano również opcję Network, która umożliwia tworzenie sieci termicznych pomiędzy wybranymi ścianami obiektów.

Usprawnienia te pozwolą inżynierom na szybsze wykonywanie swojej pracy. Dopracowany post-processing zwiększy szybkość analizy wyników, a zoptymalizowane UI przełoży się na przyjemniejszą pracę ze złożonymi modelami. Ulepszono również importowanie, analizowanie oraz wizualizację płytek pcb podczas ich analiz termicznych.

Ansys HFSS

W Ansys HFSS rozbudowywana została obsługa GPU. W nowej wersji karty graficzne, z pomocą cuDSS, mogą wspierać obliczenia z użyciem solwera FEM, w przypadku gdy używamy frequency sweep z załączonym zapisywaniem wyników polowych. Wzrost wydajności może być znaczący (nawet trzykrotny). Funkcja jest dostępna jako beta i pozwala na użycie kilku kart graficznych, a dostępna pamięć na kartach sumuje się.

Dodano nowy program siatkujący OMEGA Mesher. Można go wykorzystać w HFSS 3D Layout jako rozwinięcie Phi Meshera. Jest on dedykowany dla giętych laminatów oraz tasiemek łączących dwie płytki pcb (rysunek 1).

Ansys wewnętrznie przetestował OMEGA Mesher na 30 projektach, osiągając 100% sukces siatkowania, dwukrotne przyspieszenie tworzenia siatki początkowej, redukcję rozmiaru siatki o 16% względem PHI Meshera oraz zmniejszone o 19,5% użycie pamięci RAM.

Program HFSS został również usprawniony pod kątem Power Integrity, tworząc HFSS-PI. Dla nowego typu symulacji mamy do wyboru nie tylko tryb skupiający się na IC, ale również możliwości wykonania analizy PCB, Package i RDL (rysunek 2). Odpowiednio wybrany tryb zapewnia dokładne przygotowanie programu do rozwiązania problemów w tych obszarach. Dodano nowy typ elementów skończonych, którym jest pryzmat. Zastosowanie elementów tego typu ma znacząco przyśpieszyć siatkowanie. Jako przykład można tu podać projekt, w którym użycie tetrahedronów skutkowało czasem siatkowania na poziomie 3 godzin i 40 min. Na pryzmatach siatkowanie trwało 30 minut, przy czym nie tracimy znacząco na jakości symulacji. Siatki są kompatybilne z solwerem Q3D, a HFSS-PI zapewni wsparcie dla elementów SPICE.

Dodano także nowe opcje do upraszczania geometrii, która pozwala ustawić np. próg, kiedy geometria 3D jest zamieniana na powierzchnię 2D (rysunek 3) i wiele więcej.

W nowej wersji Ansys 2026 R1 dostępne są symulacje typu Eigenmode dla analiz z zastosowaniem Layout Components. Możemy dzięki temu pominąć proces konwersji geometrii na taką, która składa się w pełni z obiektów 3D. Z pewnością znajdzie to wiele zastosowań.

Istotną zmianą jest także możliwość załadowania Layout Component w formie zaszyfrowanej do interfejsu 3D programu HFSS. Dodatkowo w przypadku zastosowania dwóch zaszyfrowanych komponentów, które się przecinają, przecięcie jest akceptowane z uwzględnieniem zasad priorytetów.

Ansys Q3D

W Q3D możliwe jest teraz załadowanie layout component, co pozwala wyeliminować proces konwersji płytki do geometrii 3D. Standardowa praca w Q3D nie pozwala nam na dodanie elementów takich jak cewki, rezystory, kondensatory czy modele spice. Jest to za to możliwe w HFSS 3D Layout (rysunek 4). Aby stworzyć wyniki uwzględniające dodane komponenty, program wyznacza parametry RLCG pomiędzy utworzonymi wymuszeniami oraz tworzy nowe wymuszenia w miejscach podłączenia komponentów. Następnie tworzona jest analiza obwodowa, w której do uzyskanej macierzy dołączane są komponenty i uruchamiana jest analiza LNA, która zwraca ostateczny wynik.

Ansys SIwave

W Ansys SIwave również zwiększono wydajność narzędzi związanych z power integrity. Szybkość działania solwera DCIR w SIwave została zwiększona (ten sam solwer jest dostępny w programie HFSS 3D Layout). Zgodnie z testami, szybkość analiz wzrasta od 4 do 10 razy.

SIwave doczekał się także usprawnień w generowaniu pliku wejściowego dla solwera. W przypadku analiz DCIR przyśpieszenie może wynosić 3 do 25 razy, dla analizy CPA 4 do 150 razy, a dla analizy SYZ nawet ponad sześciokrotnie. Znacząco skraca to całkowity czas symulacji.

UI w programie zostało usprawnione i zoptymalizowane dla generowania wizualizacji przy bardzo skomplikowanych geometriach. Efektem tego jest mniejsze zużycie pamięci VRAM karty graficznej co pozwala na załadowanie bardziej skomplikowanych wizualizacji w krótszym czasie. Przykładowo zredukowano wykorzystywaną pamięć VRAM z 3,8 GB do 1,4 GB.

Ansys Maxwell

W nowej wersji Ansys Maxwell solwer A-Phi pojawił się jako w pełni wspierana funkcjonalność. W poprzednich wersjach oprogramowania był on dostępny do uruchomienia wyłącznie jako funkcja beta. Solwer pozwala na nowy sposób modelowania zagadnień. Przykładowo, nie musi już być ścieżki zamkniętej dla przepływu prądu. Solwer uwzględnia efekty wiroprądowe, elementy magnetyczne, a także pozwala na uwzględnienie prądu przesunięcia i wyznaczanie napięć, pojemności, indukcyjności i rezystancji. Solwer ten może też wykorzystywać GPU do obliczeń. Użytkownik otrzymuje dużą elastyczność modelowania zagadnień, jednak musi skupić się bardziej na siatkowaniu, względem solwera T-Omega, gdzie stosowane są elementy drugiego rzędu. W solwerze A-Phi występują elementy pierwszego rzędu dla pola B, co wymaga stosowania gęstszych siatek do uzyskania poprawnego wyniku. Elementy drugiego rzędu używane są do obliczeń pola E.

W wersji 2026 R1 w Ansys Maxwell wprowadzono możliwość użycia elementów pierwszego rzędu (First Order) w solwerze magnetycznym transient 2D, podczas gdy wcześniej dostępne były wyłącznie elementy drugiego rzędu. Nowa opcja pozwala znacząco skrócić czas obliczeń (nawet kilkukrotnie), co może być przydatne na wstępnym etapie weryfikacji modelu, testowania ustawień czy szybkiego porównywania wariantów konstrukcyjnych (rysunek 5). Oczywiście rozwiązanie z elementami pierwszego rzędu jest mniej dokładne niż klasyczne elementy drugiego rzędu. Jest to opcja oceny czy model jest poprawnie zdefiniowany i czy wyniki są jakościowo dobre. W dalszym etapie projektu należy pamiętać, by przełączyć analizę na elementy drugiego rzędu, aby uzyskać wyższą dokładność końcowych wyników.

Kolejną istotną zmianą jest rozszerzenie na środowisko 3D możliwości definiowania globalnej maksymalnej wielkości elementu (Global Maximum Length), bez konieczności nakładania dodatkowej operacji siatkowania na cały region. Jest to funkcjonalność znana dotąd ze środowiska 2D. Upraszcza to konfigurację modelu, redukując liczbę dodatkowych operacji mesh oraz ryzyko niespójnych ustawień. W praktyce oznacza to bardziej przewidywalną kontrolę gęstości siatki w całej domenie obliczeniowej.

Dodano również ustawienia priorytetów dla komponentów 3D w przypadkach, gdy geometria może na siebie nachodzić, jak np. uzwojenie i rdzeń transformatora zamodelowanego w płytce pcb (rysunek 6). Pozwala to na unikanie konfliktów.

Rozbudowano tworzenie komponentów zaszyfrowanych. Komponenty takie są przydatne dla firm, które chcą udostępniać swój model, ale nie chcą dzielić się z innymi szczegółową geometrią i zastosowanymi materiałami.

Dodatkowo usprawniono opcję named selection, której można teraz używać również w odniesieniu do warunków brzegowych i wymuszeń. Rozwijana jest automatyzacja z użyciem skryptów w Python. Usprawnieniu uległo również sprzężenie Maxwella z Ansys Motion, czego przykładem mogą być analizy NVH dla skrzyń biegów.

Ansys Motor-CAD

Zmiany nie ominęły także programu Motor-CAD. Skupiono się w nich przede wszystkim na obszarach map sprawności i integracji z Maxwellem: wprowadzono ujednolicony workflow dla maszyn elektrycznych, w tym pełne wsparcie dla maszyn indukcyjnych (rysunek 7). Nowe tablice LUT (indukcyjność magnesująca i rozproszenia, rezystancja wirnika, straty w żelazie) pozwalają budować modele oparte na danych polowych w sposób bardziej uporządkowany i powtarzalny. Integracja Maxwell ↔ Motor-CAD staje się coraz bardziej intuicyjna i naturalna, przepływ danych jest płynniejszy, a konfiguracja mniej manualna. Wyraźnie widać, że Ansys kładzie nacisk na to połączenie: przy symulacji silników Motor-CAD jest rozwiązaniem preferowanym na etapie budowy modelu, analizy sprawności, strat i map pracy, stanowiąc kluczowe uzupełnienie Maxwella w kompleksowej analizie maszyn elektrycznych w środowisku Ansys.

Wersja 2026 R1 wprowadza ujednolicony instalator dla AEDT i Motor-CAD, co znacząco upraszcza zarządzanie środowiskiem pracy. Wspólna struktura katalogów oraz jedna pozycja w menu Start porządkują instalację, przyspieszają uruchamianie narzędzi i ograniczają problemy związane z wyborem wersji oraz utrzymaniem spójnego środowiska projektowego.

Autorzy: Michał Misiewicz, mmisiewicz@mesco.com.pl, Piotr Sadowski, psadowski@mesco.com.pl, MESco