W nowym wydaniu 2024R1 ANSYS wprowadził mnóstwo usprawnień w zakresie analiz elektromagnetycznych. Od tych bardziej przyziemnych tematów, jak Maxwell, do skomplikowanych zagadnień HF dla IC. Zmian jest dużo, ciężko wszystko byłoby tutaj pokazać, dlatego pytajcie i bądźcie żądni wiedzy.
- Analizy termiczne w Icepaku
- Symulacje silników elektrycznych w ANSYS Motor-CAD
- Analizy elektromagnetyczne niskich częstotliwości w Maxwellu
- Analizy elektromagnetyczne wysokich częstotliwości w HFSS i HFSS 3DLayout
- Analizy sygnału i zasilania elektroniki w SIwave
- Ekstrakcja parametrów pasożytniczych Q3D Extractor
Analizy termiczne w Icepaku
Zacznijmy od termiki, która towarzyszy nam w każdej sytuacji. W oprogramowaniu Icepak usprawniono operowanie na regionach siatki (rys. 1), czyli na obszarach z wydzielonymi własnymi ustawieniami siatkowania. Dodano możliwość odsunięcia krawędzi regionu od początkowo zdefiniowanej pozycji. W poprzedniej wersji AEDT Icepak odsunięcie regionu trzeba było wykonywać ręcznie, bazując na zmianie wymiarów geometrycznych regionu.
W kwestii wydajności oraz zasobożernosci oprogramowania również poczyniono postępy. W poprzednim wydaniu znacząco poprawiono wydajność obliczeń na CPU. Tym razem dodano możliwość wykorzystania do obliczeń GPU i choć jest to na ten moment tylko wersja beta, to będzie rozwijana i z pewnością przyczyni się do wzrostu szybkości obliczeń, co widoczne jest na zestawieniu na rysunku 2.
W kwestii zasobożernosci, zredukowano rozmiar pliku w formacie .fdat przechodząc na HDF5, redukując tym samym zajętość pliku od 50% do 70%, co widać na rysunku 3.
Od tej wersji w Icepaku zacznie świecić słońce i rozgrzewać nasze projekty. Wszystko to za sprawą nowo dodanej ciekawej opcji umożliwiającej uwzględnienie wpływu promieniowania słonecznego na temperaturę obiektów w symulacji.
Symulacje silników elektrycznych w ANSYS Motor-CAD
Nowa wersja to również zmiany w oprogramowaniu Motor-CAD. W aplikacji dodana została możliwość własnoręcznego tworzenia nowych parametrów geometrycznych. Edytor ten jest dostępny w zakładce Geometry.
Zwiększono również wydajność w module lab dla obliczeń wielordzeniowych oraz dla analizy typu transient.
Analizy elektromagnetyczne niskich częstotliwości w Maxwellu
Zmiany zeszły również w przypadku analiz numerycznych niskich częstotliwości.
W oprogramowaniu ANSYS Maxwell, gięte modele PCB mogą być od teraz zaimportowane i przeanalizowane w celu wyznaczenia sił działających na ścieżki, strat, a także rozkładu napięcia. Pozostając w wątku PCB, usprawnione zostało tworzenie siatki, dodano mesher Phi-plus. Efektem zmian jest średnio 10 krotne przyśpieszenie w tworzeniu siatki względem meshra klasycznego.
Usprawnieniu uległ warunek brzegowy Thin Layer, który teraz może udawać nie tylko szczelinę powietrzną, ale również cienki element przewodzący. Dane, które pozwala wprowadzić warunek brzegowy to względna przenikalność magnetyczna, przewodność oraz grubość.
W najnowszej wersji możliwe jest również uwzględnienie efektu skręcania dla solverów 2D/3D Transient oraz Eddy Current, dzięki zmianom jakie wprowadzono w modelu Iicy.
Analizy elektromagnetyczne wysokich częstotliwości w HFSS i HFSS 3DLayout
W programie HFSS dla Layout component dodano mesher Phi+, a także dodano obsługę funkcji Mesh Fusion. Wprowadzono również obsługę giętkich płytek PCB.
Wprowadzono także optymalizacje solvera używającego podziału modelu na macierze, które w pewnych przypadkach potrafią znacznie obniżyć zapotrzebowanie na pamięć. Z kolei dla solvera SBR+ dodano możliwość dodawania lub usuwania krawędzi wykrywanych, gdy korzystamy PTD i UTD. Usprawniono także działanie mechanizmu blockage, który używany jest w przypadku, gdy chcemy uzyskać wpływ anteny na sąsiadujący z nią obiekt w formie pełnofalowej, a następnie skorzystać z metody promieni.
Zmiany nie ominęły również HFSS 3DLayout, gdzie dodana została obsługa modeli typu encrypted. Po szyfrowaniu modelu pozostaje widoczna jego geometria oraz porty, ale w Layout Editor dostępne dane stają się mocno ograniczone, a warstwy są widoczne jako posiadające jednakową grubość.
Poczynione zostały również usprawnienia dla solvera GC w trybie IC, poprawiono workflow dla elementów takich jak elastyczne pcb, a także wprowadzono zmiany mające na celu ogólną poprawę pracy z oprogramowaniem.
Analizy sygnału i zasilania elektroniki w SIwave
W programie SIwave wprowadzono usprawnienie istniejącego algorytmu mieszania. Zapewnia to większą dokładność, a także mniejszą szansę wystąpienia problemów z parametrem causality, podczas uzyskiwania wyników z uwzględnieniem punktu DC.
Dodana została również obsługa wielu stref płytki PCB – każda ze stref może posiadać inną liczbę warstw laminatu. Dielektryk, który przechodzi z jednej strefy do innej, musi mieć w obu taką samą grubość oraz niedozwolone jest nakładanie się na siebie warstw metalu.
Q3D ExtractorEkstrakcja parametrów pasożytniczych Q3D Extractor
Wprowadzono również szereg zmian w programie Q3D Extractor.
Metoda MLFM dla solvera AC-RL została wyprowadzona z wersji beta. Pozwala ona na symulację bardzo skomplikowanej geometrii, która posiada więcej niż 2000 wymuszeń oraz składa się z ponad 10000000 trójkątów przy mniejszym wykorzystaniu pamięci ram niż metoda ACA. Przykładowy wzrost wydajności dla jednego z projektów wynosi 37%, a zużycie pamięci zmalało z 29,3 GB do 19,3 GB.
Oficjalnie wydany został również nowy solver Transition Region, oblicza on wartości RL w punkcie DC i AC dla bardzo wysokich częstotliwości. Wykorzystuje metodę mieszania do poprawy dokładności wyników RL. Rozwiązuje on pole na zewnątrz i wewnątrz przewodnika, a następnie wymusza na jego powierzchni warunek brzegowy.
Autor: Michał Misiewicz, MESco sp. z o.o.
Przeczytaj również o zmianach w analizach mechanicznych i przepływowych w ANSYS 2024 R1.