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请教各位大大一个CST MWS仿真的问题

时间:10-02 整理:3721RD 点击:
我在仿真的时候碰到过几次这样的出错提示:
The calculation seems to be unstable! Consider reducing the value for the stability factor in the solver specials options or reducing the PBA fill limit in the special mesh properties/advanced.
在增加端口尺寸之后,一般可以消除这个问题。我用的端口是矩形端口,使用的结构一般都是微带或带状结构。现在的问题是,我不清楚出现这样的问题的原因,也不知道如果在仿真之前检测端口是否符合计算要求。有时候计算了好几个小时,却在最后时刻报告错误,实在是让人沮丧。
请问各位大大以及小编,你们是否遇到过类似的问题,如果可以在仿真之前通过适当的设置避免这样的错误。谢谢。

建议1:这样的描述别人是可以看懂发生了什么情况,不过并不能根据你的这个情况提出对应的办法,所以最少给出模型端口的截图,最好能上传完整的模型文件。
建议2:在Solve -> Transient Solver -> Specials... ->Waveguide里面有"Add electric shielding around port region"选项,帮助文件是这么解释的:
A metallic shielding surrounding the chosen port region will be added. This option causes higher reflections at ports. Therefore, it should only be used if a calculation has become unstable.
可以尝试,不保证能解决问题。

多谢hefang的建议,模型我无法提供,非常抱歉。不过我可以说明我的传输线非常细,大致在数个微米(um),而整个结构有相对较大,有数十个平方毫米(mm2)。我不知道这个是不是造成仿真不稳定的原因。比较奇怪的是,当我保持端口设置不变,微调结构里面其他元件尺寸和位置,也会导致仿真不稳定出错。也就是说,在接近的尺寸情况下,有时候仿真稳定,有时候不稳定。
我会尝试一下你的建议。完了再来汇报结果。

微米级的结果很小啊。

这种情况遇到过几次,确实令人抓狂。曾经在仿真微带结构的时候,用矩形端口激励,网格加密之后,就出现这种提示,算出来的S结果都是错误的。减少网格密度之后,仿真就可以。后来对模型做了稍微的改造,在原本激励处接同轴线,然后对同轴线进行激励,再加密网格,仿真也不再报错。
这种情况确实可以按照仿真给的提示来避免,但是担心这样会降低仿真的精确度。

llj85,多谢你的分享。如前所述,我是通过增加矩形波导端口尺寸来消除这个报错的,我到现在也不清楚出错的机理,所以也不知道如何防止出现类似的错误。
降级mesh数值势必降低仿真精度,我想需要谨慎使用。你说的加同轴线是不是指的是加载discrete port?
顺便说一下,我用的是transient simulation。不知道你用的是否一样?

我今天作了这样的尝试,先是按照默认mesh值仿真,报错。然后增加mesh值,并且使用subgrid,继续报错。再然后按照hefang的提议,加载metallic shielding,出来了仿真结果。最后去掉metallic shielding,加大矩形端口,没有报错,并且得到与前次仿真一致的结果。我想这个结果是可靠。
感谢hefang提供了一个行之有效的解决方案。我会继续作一点其他的尝试,希望把这个错误种类和成因搞清楚。

很好!
按照以往的经验,如果模型出现unstable的情况的话,增加mesh密度并不会带来改善,原因未知。
增大波导端口尺寸,有没有出现提示引入高次模的警告信息?如果没有的话,结果还是可以放心的。
期待你后面的分享!

再问下zptong,“加载metallic shielding”怎么操作,没用过这个。
我也是仿真线的辐射,一直unstable,用了局部网格加密,仍然不行,改动瞬态求解器中的脉冲数量等等,试的我都快疯了,折腾了两周多还是不行。
但对我而言增加端口尺寸就意味着电线的直径变了,结果肯定离实际更远,矛盾中。看来cst遇到尺寸变化大的场合确实有问题,而且我发现改变频率范围算的结果又会变化,问题好多哟……

Solve -> Transient Solver -> Specials... -> Waveguide -> Add Electric Shielding around Port Region
为什么你更改波导端口的尺寸会改变导线直径?是不是你把端口尺寸设置成了直径的相关参数了?
至于频率变化,请注意检查频率变化后网格分布是否也跟随着变化了,如果是,结果不可能完全一样。

我在EuMC 2010上面问了一下CST的技术人员,他们提供了这样的一个建议,和大家分享一下。在仿真时,可以选择calculate mode only, 用来计算端口模式,查看是否能量都集中在矩形端口设置范围内。并且注意,即使设置了对称面(如E壁),也有可能有其他高阶模传输出现,务必保证端口大小对各个模都大小适合。

回 9楼(hefang) 的帖子
“为什么你更改波导端口的尺寸会改变导线直径?是不是你把端口尺寸设置成了直径的相关参数了? 至于频率变化,请注意检查频率变化后网格分布是否也跟随着变化了,如果是,结果不可能完全一样。”
我后来改变了下模型,本来的想法是单根线做天线,所以就出现了UNSTABLE的情况,后来换成对称阵子天线就好了,现在还不太清楚原因,初步估计是对天线的馈电不会设置,因为我是学电的,没学过天线,所以才会出现这种错误。
另外感觉cst也就适合方针天线一类的东东,如果算尺寸变化很大的模型,划分网格后运算就很容易不收敛,导致振荡很大,所以原来想仿真稍微复杂点的模型,一直没办法实现。

CST应该是可以仿真复杂模型的,做天线和作其他器件本质是一样,天线也可以是复杂的多层的结构。而且辐射性能是其他器件所没有的。楼上的说法未免偏激。收敛问题还要看网格以及端口设置。

另外感觉cst也就适合方针天线一类的东东,如果算尺寸变化很大的模型,划分网格后运算就很容易不收敛,导致振荡很大”,这样的说法不是“未免偏激”,而是“非常偏激”!
什么叫“尺寸变化很大”?是想说模型结构复杂?还是想说模型调试的时候参数变化的范围很大?
“振荡很大”就是“不收敛”?你确定这个说法是正确的吗?你知道CST MWS中震荡产生的原因都有哪些吗?
所以,不客气地说,能不能使用仿真软件准确地仿真是 个人能力的问题,只能靠不断地学习和实践积累经验,和仿真软件本身无关。

我的意思是结构复杂+曲面较多的情况,我的机器经常出现划分网中就资源耗尽、中断的情况,最后只有简化模型,看到官方的例子挺复杂的,自己实在是做不来,emc要求的专业知识太杂了,也许真正的大牛不屑于传授。
另外计算结果震荡我确实也没搞清楚,如果搞清楚估计我早毕业了,所以不要听到说软件不行就激动,要淡定,讨论问题而已。

昨天确认了下,我原先的鞭天线是因为馈点没搞对才发生的UNSTABLE,算是个低级错误。
另外由于我是用3D软件建模再导入CST,所以也不能排除两种格式转换时产生的错误引起unstable,其中有次非要再画个空气块才能仿真,否则cst就认为其模型内部全部是PEC,不是air,而我的模型里面本来是空的。

正是因为讨论问题,所以才要严谨地对待。激动的地方不在于说软件行不行与否,而是现象与结论没有逻辑联系,讨论得再多也不会有任何帮助。仿真出现发散的情况很棘手,需要慢慢地查找背后的原因,如果得出的结论是“感觉cst也就适合方针天线一类的东东”这不是扯淡么……?
如果结构复杂,硬件配置有限制的话,就要考虑“简化模型”。要么平滑处理“非关键”的区域,要么“拆分”仿真。如果不能做任何“处理”,那就只能老老实实地升级硬件。
EMC是有很多的内容,真正大牛们也是从菜鸟慢慢磨练出来的,我不知道你是怎么得出“不屑于传授”这个结论的。
仿真得到的结果有“波纹”有很多种可能,可能是器件本身是强谐振结构,也有可能是仿真频率设置得太宽等等,论坛里有非常多的讨论帖,并不是很高深的理论,知道这些就能毕业那也太夸张了些……。



关于15楼,再吹毛求疵一下:“cst就认为其模型内部全部是PEC,不是air”是仿真软件给你的错误提示信息吗?还是你检查了材料的属性?如果是错误信息,你能给出信息的原文吗?目前猜测你对这个情况的理解有可能不准确。
从Mechanical CAD导入的模型会有一些潜在的问题,CST MWS帮助文件里提到了针对导入模型需要注意的情况,翻译版shashazhang刚刚翻译了这部分内容。

英文记不太清了,意思是有多少个网格是PEC,又是unstable,纠结好久,之后我改变了天线的机构,在模型内部专门画了个空气块,问题就解决了。在论坛里看到模型太复杂也可能出现这种啊情况。具体何种原因未知,应该和模型有关系,我用的solidworks建模,可能用的人比较少吧

如果只是内存多少问题,也许可以试试subgrid,这样可以减少mesh数量。不过似乎速度并没有降低多少。我也不是很有经验,想听听各位的高见。

这个说法不合适,因为CST是可以设置至少两种背景材料。PEC和Normal。你可以设成后者就ok了。就这两天坛子里还有人开贴说过这个事,并且与HFSS做过比较。相信你也是用CST没多久。我以前也常犯这种错误。大家交流交流对相互都有好处。感谢你的分享。

关于Subgridding论坛里也都讨论过。如果不使用硬件加速,模型本身有很多“空闲”的非金属空间,最小网格步长(Minimum Mesh Step)不是很小的情况下,如果Subgridding factor可以达到至少3以上,就可以考虑使用子网格。

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