边界条件的设置

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材料力学边界条件

材料力学边界条件

材料力学边界条件在材料力学中,边界条件是指在研究物体的受力、变形等性质时,需要考虑物体与外界的相互作用。

边界条件的设置对于分析和解决力学问题具有重要意义,它能够限定物体的受力范围,为力学分析提供必要的条件。

在本文中,我们将重点讨论材料力学中边界条件的概念、分类以及应用。

首先,边界条件可以根据不同的物体特性和受力情况进行分类。

一般来说,边界条件可以分为位移边界条件和力边界条件两种。

位移边界条件是指在物体表面上规定物体的位移情况,即物体在受力作用下的位移情况。

而力边界条件则是指在物体表面上规定物体所受的外力情况,即物体在外力作用下的受力情况。

这两种边界条件在实际工程中都具有重要的应用价值,能够为工程设计和分析提供重要的参考依据。

其次,边界条件的设置需要根据具体问题进行合理的选择。

在工程实践中,我们需要根据具体的材料特性、受力情况和设计要求来确定边界条件。

例如,在设计桥梁结构时,需要考虑桥墩的受力情况,合理设置位移和力的边界条件能够为桥梁的稳定性和安全性提供重要保障。

因此,合理设置边界条件是工程设计中不可或缺的重要环节。

最后,边界条件的应用需要结合数学模型和实际情况进行分析。

在工程实践中,我们通常会采用有限元分析等数值方法来求解复杂的边界条件下的力学问题。

通过数值模拟,我们能够更加直观地了解物体在不同边界条件下的受力和变形情况,为工程设计和分析提供科学依据。

总之,材料力学中的边界条件是工程设计和分析中不可或缺的重要内容。

合理设置边界条件能够为工程设计提供重要参考依据,同时结合数学模型和实际情况进行分析能够更加全面地了解物体的受力和变形情况。

因此,我们在工程实践中需要重视边界条件的设置和应用,以确保工程设计的安全性和稳定性。

计算流体力学模拟中的边界条件设置技巧

计算流体力学模拟中的边界条件设置技巧

计算流体力学模拟中的边界条件设置技巧计算流体力学(Computational Fluid Dynamics,简称CFD)是一种数值模拟方法,用于研究流体力学现象。

在CFD模拟中,边界条件的设置是至关重要的一步,它直接影响着模拟结果的准确性和可靠性。

本文将介绍一些边界条件设置的技巧,以帮助读者更好地进行CFD模拟。

1. 进行物理实验验证在设置边界条件之前,进行物理实验验证是非常重要的。

通过实验可以获取流体流动的一些基本参数,如速度、压力等。

这些参数可以作为边界条件的参考值,帮助我们更准确地设置边界条件。

2. 确定边界类型在CFD模拟中,常见的边界类型包括入口边界、出口边界和壁面边界。

入口边界用于设定流体的入口条件,出口边界用于设定流体的出口条件,壁面边界则用于设定流体与固体壁面的交互作用。

根据具体问题的不同,我们需要选择合适的边界类型。

3. 设置入口边界条件入口边界条件的设置直接影响着流体的初始状态。

通常情况下,我们需要设定流体的速度、压力和温度等参数。

对于速度,可以根据物理实验结果进行设定;对于压力和温度,可以根据流体的状态方程和热力学性质进行计算。

4. 设置出口边界条件出口边界条件的设置主要是设定流体的出口压力或出口速度。

在CFD模拟中,通常使用压力出口边界条件,即设定出口处的压力值。

这个压力值可以根据物理实验结果进行设定,或者根据流体的流动特性进行估计。

5. 设置壁面边界条件壁面边界条件的设置是CFD模拟中的关键步骤之一。

在模拟中,流体与固体壁面之间存在摩擦力和压力等交互作用。

为了准确模拟这种交互作用,我们需要设置壁面的摩擦系数和热传导系数。

这些系数可以根据物理实验结果进行设定,或者根据流体和固体壁面的性质进行估计。

6. 考虑边界层效应边界层效应是指流体在靠近壁面处的速度和温度分布。

在CFD模拟中,我们需要考虑边界层效应对流动的影响。

通常情况下,我们可以使用壁面函数来模拟边界层效应。

壁面函数可以根据流体的物理性质和壁面的几何形状进行选择。

边界条件的设置

边界条件的设置

边界条件的设置第二章:边界条件这一章主要介绍使用边界条件的基本知识。

边界条件能够使你能够控制物体之间平面、表面或交界面处的特性。

边界条件对理解麦克斯韦方程是非常重要的同时也是求解麦克斯韦方程的基础。

§2.1 为什么边界条件很重要用Ansoft HFSS求解的波动方程是由微分形式的麦克斯韦方程推导出来的。

在这些场矢量和它们的导数是都单值、有界而且沿空间连续分布的假设下,这些表达式才可以使用。

在边界和场源处,场是不连续的,场的导数变得没有意义。

因此,边界条件确定了跨越不连续边界处场的性质。

作为一个 Ansoft HSS 用户你必须时刻都意识到由边界条件确定场的假设。

由于边界条件对场有制约作用的假设,我们可以确定对仿真哪些边界条件是合适的。

对边界条件的不恰当使用将导致矛盾的结果。

当边界条件被正确使用时,边界条件能够成功地用于简化模型的复杂性。

事实上,Ansoft HFSS 能够自动地使用边界条件来简化模型的复杂性。

对于无源RF 器件来说,Ansoft HFSS 可以被认为是一个虚拟的原型世界。

与边界为无限空间的真实世界不同,虚拟原型世界被做成有限的。

为了获得这个有限空间,Ansoft HSS使用了背景或包围几何模型的外部边界条件。

模型的复杂性通常直接与求解问题所需的时间和计算机硬件资源直接联系。

在任何可以提高计算机的硬件资源性能的时候,提高计算机资源的性能对计算都是有利的。

§2.2 一般边界条件有三种类型的边界条件。

第一种边界条件的头两个是多数使用者有责任确定的边界或确保它们被正确的定义。

材料边界条件对用户是非常明确的。

1、激励源波端口(外部)集中端口(内部)2、表面近似对称面理想电或磁表面辐射表面背景或外部表面3、材料特性两种介质之间的边界具有有限电导的导体§2.3 背景如何影响结构背景边界:所谓背景是指几何模型周围没有被任何物体占据的空间。

任何和背景有关联的物体表面将被自动地定义为理想的电边界(Perfect E)并且命名为外部(outer)边界条件。

flotherm边界条件

flotherm边界条件

flotherm边界条件摘要:1.Flotherm 边界条件的概述2.Flotherm 边界条件的分类3.Flotherm 边界条件的设置方法4.Flotherm 边界条件的应用实例5.Flotherm 边界条件的重要性正文:【1.Flotherm 边界条件的概述】Flotherm 是一种用于模拟和分析热传输的软件,广泛应用于电子设备散热、建筑节能等领域。

在Flotherm 中,边界条件是解决热传输问题的关键因素之一。

边界条件定义了热流在各个边界上的行为,包括热流入、热流出和热交换等。

合理的边界条件设置可以有效地提高模拟结果的准确性。

【2.Flotherm 边界条件的分类】Flotherm 中的边界条件主要分为以下几类:(1)第一类边界条件(Dirichlet 边界条件):给定温度边界条件。

在此边界上,温度值是已知的,热流将从这个边界流入或流出。

(2)第二类边界条件(Neumann 边界条件):给定热通量边界条件。

在此边界上,热通量是已知的,温度值是未知的。

热流将在这个边界上流入或流出,取决于温度梯度。

(3)第三类边界条件(Robin 边界条件):给定对流换热边界条件。

在此边界上,热流将与环境进行对流换热,通常采用牛顿冷却定律进行描述。

【3.Flotherm 边界条件的设置方法】在Flotherm 中设置边界条件较为简单。

首先,选择要设置边界条件的区域或面。

然后,在属性对话框中选择相应的边界条件类型,并输入相应的边界条件参数。

对于第一类和第二类边界条件,需要输入温度或热通量值;对于第三类边界条件,需要输入对流换热系数、环境温度等参数。

【4.Flotherm 边界条件的应用实例】假设我们要模拟一个电子设备的散热过程,需要设置以下边界条件:(1)设备表面:第一类边界条件,给定温度,模拟设备表面散热;(2)设备与周围空气:第三类边界条件,给定对流换热系数和环境温度,模拟设备与周围空气的对流换热;(3)设备与散热器:第二类边界条件,给定热通量,模拟设备与散热器之间的热交换。

ansys三维模型边界条件

ansys三维模型边界条件

ansys三维模型边界条件
在进行ANSYS三维模型分析时,常常需要为模型设置边界条件,以模拟实际工程问题。

以下是一些常见的边界条件设置:
1. 固支边界条件(Fixed Support):指定一些点或面为固支,阻止其在任何方向上的位移和旋转。

这通常用于模拟完全固定的边界条件。

2. 强制边界条件(Force):对某个点或面施加一个或多个力或力矩。

这可以用于模拟外部加载。

3. 受约束边界条件(Constraint):对某些自由度进行约束,如限制某个点或面的位移或旋转。

4. 等效约束边界条件(Equivalent Constraint):对自由度施加等效约束,可用于模拟约束边界条件。

5. 热边界条件(Heat Transfer Boundary Condition):指定表面的换热系数、温度或热通量。

6. 对称边界条件(Symmetry Boundary Condition):在模型的一个对称面上施加零位移和零应力,以模拟对称条件。

7. 自由边界条件(Free Boundary Condition):指定模型边界上的自由表面。

8. 旋转边界条件(Rotation Boundary Condition):指定模型边
界上的旋转运动。

上述仅为一些常见的边界条件设置,实际的边界条件设置会根据具体的模型和分析需求而有所不同。

在设置边界条件时,需要根据实际问题和工程经验选择适当的条件,以尽可能准确地模拟实际情况。

ansys边界条件设置例题

ansys边界条件设置例题

ansys边界条件设置例题摘要:I.引言- 介绍ANSYS 软件及边界条件设置的重要性II.ANSYS 边界条件分类- 惯性载荷- 结构载荷- 结构约束- 热载荷III.边界条件设置步骤- 选择边界类型- 施加边界条件- 检查边界条件IV.边界条件设置例题- 例题一:梁的弯曲分析- 例题二:热传导分析- 例题三:接触问题分析V.总结- 概括边界条件设置的重要性及在实际问题中的应用正文:ANSYS 是一款广泛应用于工程领域的有限元分析软件,通过设置合适的边界条件,可以更好地模拟实际问题,得到准确的分析结果。

边界条件设置是ANSYS 分析过程中的重要步骤,涉及到结构、热传导、接触等多个方面。

本文将介绍ANSYS 边界条件的分类及设置方法,并通过例题进行具体说明。

首先,ANSYS 中的边界条件主要分为四类:惯性载荷、结构载荷、结构约束和热载荷。

惯性载荷主要用于模拟物体在运动过程中的惯性作用;结构载荷包括集中力、分布力、面载荷等,用于模拟外部施加在模型上的力;结构约束用于限制模型的运动,例如固定约束、转动约束等;热载荷则用于模拟物体在温度变化下的热传导现象。

其次,设置边界条件的步骤如下:1.选择边界类型:根据分析问题类型,选择相应的边界条件类型;2.施加边界条件:在ANSYS 中,通过命令或菜单操作,对模型施加边界条件;3.检查边界条件:在分析完成后,检查边界条件设置是否合理,以及分析结果是否符合实际情况。

接下来,将通过三个例题来说明边界条件的设置。

例题一,梁的弯曲分析。

在此问题中,需要对梁的两端施加固定约束,以模拟梁在两端的固定支撑。

例题二,热传导分析。

在此问题中,需要对上下两个表面施加热载荷,以模拟不同温度源对物体产生的热传导效应。

例题三,接触问题分析。

在此问题中,需要对接触面施加摩擦约束,以模拟实际接触面之间的摩擦作用。

综上所述,ANSYS 边界条件设置在工程分析中具有重要意义。

通过对边界条件的合理设置,可以更好地模拟实际问题,为工程决策提供有力支持。

边界条件 写法

边界条件 写法

边界条件是在数值模拟中经常需要处理的一个重要问题,它指的是模拟区域的边界上需要满足的限制条件。

边界条件的正确设置对于数值模拟结果的准确性和稳定性都有着重要的影响。

下面介绍一些常见的边界条件的写法:
1. Dirichlet边界条件
Dirichlet边界条件是最常见的边界条件之一,它要求在边界上给定一个具体的值,例如:
u(0,t) = 0
u(1,t) = 1
这表示在x=0处,函数值为0;在x=1处,函数值为1。

2. Neumann边界条件
Neumann边界条件是另一种常见的边界条件,它要求在边界上给定一个导数值,例如:
u_x(0,t) = 0
u_x(1,t) = 0
这表示在x=0处,函数的斜率为0;在x=1处,函数的斜率也为0。

3. Robin边界条件
Robin边界条件是Dirichlet和Neumann边界条件的结合,它要求在边界上同时给定一个函数值和导数值,例如:
u(0,t) + ku_x(0,t) = 0
u(1,t) + ku_x(1,t) = 0
这表示在x=0和x=1处,函数值和导数值的线性组合等于0。

4. 周期性边界条件
周期性边界条件是指在模拟区域的一个边界处,将函数值赋为另一个边界处的函数值。

例如:
u(0,t) = u(L,t)
这表示在x=0处的函数值等于x=L处的函数值,其中L为模拟区域的长度。

以上是一些常见的边界条件的写法,不同的边界条件适用于不同的模拟问题,需要根据具体问题选择合适的边界条件。

数值传热学 第六章答案 (2)

数值传热学 第六章答案 (2)

数值传热学第六章答案简介本文档将为读者提供《数值传热学》第六章的答案。

第六章主要涉及热对流传热的数值计算方法,包括网格划分、边界条件、离散方法等内容。

通过本文档,读者将了解如何使用数值方法解决热对流传热问题,并学会应用这些方法进行实际计算。

问题回答1. 简述热对流传热的数值计算方法。

热对流传热的数值计算方法主要包括三个步骤:网格划分、边界条件设置和离散方法。

网格划分是指将传热区域划分为若干个离散的小单元,每个单元内部温度变化均匀。

常见的网格划分方法有结构化网格和非结构化网格。

结构化网格适用于简单几何形状,易于处理;非结构化网格则适用于复杂几何形状。

边界条件设置是指给定物体表面的边界条件,如温度或热流密度。

边界条件的设置需要根据实际问题来确定,可以通过实验或经验公式来获取。

离散方法是指将传热控制方程进行离散化,通常使用有限差分法或有限元法。

有限差分法将控制方程离散化为代数方程组,而有限元法则通过近似方法将方程离散化。

2. 什么是结构化网格和非结构化网格?它们在热对流传热计算中有何不同?结构化网格是指由规则排列的矩形或立方体单元组成的网格。

在结构化网格中,每个单元与其相邻单元之间的联系都是固定的,因此易于处理。

结构化网格适用于简单几何形状,如长方体或圆柱体。

非结构化网格是指由不规则形状的三角形、四边形或多边形组成的网格。

在非结构化网格中,每个单元与其相邻单元之间的联系可能是不确定的,需要使用邻接表来表示网格拓扑关系。

非结构化网格适用于复杂几何形状,如复杂流体流动中的腔体或障碍物。

在热对流传热计算中,结构化网格和非结构化网格的主要区别在于网格的配置方式和计算复杂度。

结构化网格由正交单元组成,计算稳定性较高,但对于复杂几何形状的处理能力较差。

非结构化网格可以灵活地适应复杂几何形状,但计算复杂度较高。

3. 如何设置边界条件?边界条件的设置是热对流传热计算中非常重要的一步,它决定了计算结果的准确性和可靠性。

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第二章:边界条件这一章主要介绍使用边界条件的基本知识。

边界条件能够使你能够控制物体之间平面、表面或交界面处的特性。

边界条件对理解麦克斯韦方程是非常重要的同时也是求解麦克斯韦方程的基础。

§2.1 为什么边界条件很重要用Ansoft HFSS求解的波动方程是由微分形式的麦克斯韦方程推导出来的。

在这些场矢量和它们的导数是都单值、有界而且沿空间连续分布的假设下,这些表达式才可以使用。

在边界和场源处,场是不连续的,场的导数变得没有意义。

因此,边界条件确定了跨越不连续边界处场的性质。

作为一个 Ansoft HSS 用户你必须时刻都意识到由边界条件确定场的假设。

由于边界条件对场有制约作用的假设,我们可以确定对仿真哪些边界条件是合适的。

对边界条件的不恰当使用将导致矛盾的结果。

当边界条件被正确使用时,边界条件能够成功地用于简化模型的复杂性。

事实上,Ansoft HFSS 能够自动地使用边界条件来简化模型的复杂性。

对于无源RF 器件来说,Ansoft HFSS 可以被认为是一个虚拟的原型世界。

与边界为无限空间的真实世界不同,虚拟原型世界被做成有限的。

为了获得这个有限空间,Ansoft HSS使用了背景或包围几何模型的外部边界条件。

模型的复杂性通常直接与求解问题所需的时间和计算机硬件资源直接联系。

在任何可以提高计算机的硬件资源性能的时候,提高计算机资源的性能对计算都是有利的。

§2.2 一般边界条件有三种类型的边界条件。

第一种边界条件的头两个是多数使用者有责任确定的边界或确保它们被正确的定义。

材料边界条件对用户是非常明确的。

1、激励源波端口(外部)集中端口(内部)2、表面近似对称面理想电或磁表面辐射表面背景或外部表面3、材料特性两种介质之间的边界具有有限电导的导体§2.3 背景如何影响结构背景边界:所谓背景是指几何模型周围没有被任何物体占据的空间。

任何和背景有关联的物体表面将被自动地定义为理想的电边界(Perfect E)并且命名为外部(outer)边界条件。

你可以把你的几何结构想象为外面有一层很薄而且是理想导体的材料。

有耗边界:如果有必要,你可以改变暴露于背景材料的表面性质,使其性质与理想的电边界不同。

为了模拟有耗表面,你可以重新定义这个边界为有限电导(Finite Conductivity )或阻抗边界(Impedance boundary)。

有限电导边界可以是一种电导率和导磁率均为频率函数的有耗材料。

阻抗边界默认在所有频率都具有相同的实数或复数值。

辐射边界:为了模拟一个允许波进入空间辐射无限远的表面,重新定义暴露于背景材料的表面为辐射边界(Radiation Boundary)。

背景能够影响你怎样给材料赋值。

例如,你要仿真一个充满空气的矩形波导,你可以创建一个具有波导形状特性为空气的简单物体。

波导表面自动被假定为良导体而且给出外部(outer)边界条件,或者你也可以把它变成有损导体。

§2.4 边界条件的技术定义激励(Excitation)——激励端口是一种允许能量进入或导出几何结构的边界条件。

理想电边界(Perfect E)——Perfect E是一种理想电导体或简称为理想导体。

这种边界条件的电场(E-Field)垂直于表面。

有两种边界被自动地赋值为理想电边界。

1、任何与背景相关联的物体表面将被自动地定义为理想电边界并并且命名为outer的外部边界条件。

2、任何材料被赋值为PEC(理想电导体)的物体的表面被自动的赋值为理想电边界并命为smetal边界。

理想磁边界(Perfect H)——Perfect H是一种理想的磁边界。

边界面上的电场方向与表面相切。

自然边界(Natural)——当理想电边界与理想磁边界出现交叠时,理想磁边界也被称为Natural边界。

理想磁边界与理想电边界交叠的部分将去掉理想电边界特性,恢复所选择区域为它以前的原始材料特性。

它不会影响任何材料的赋值。

例如,可以用它来模拟地平面上的同轴线馈源图案。

有限电导率(Finite Conductivity)边界——有限电导率边界将使你把物体表面定义有耗(非理想)的导体。

它是非理想的电导体边界条件。

并且可类比为有耗金属材料的定义。

为了模拟有耗表面,你应提供以西门子/米(Siemens/meter)为单位的损耗参数以及导磁率参数。

计算的损耗是频率的函数。

它仅能用于良导体损耗的计算。

其中电场切线分量等于Zs(n xHtan)。

表面电阻(Zs)就等于(1+j)/(δζ)。

其中,δ是趋肤深度;导体的趋肤深度为2ωζμω是激励电磁波的频率.ζ是导体的电导率μ是导体的导磁率阻抗边界(Impedance)——一个用解析公式计算场行为和损耗的电阻性表面。

表面的切向电场等于Zs(n xHtan)。

表面的阻抗等于Rs + jXs。

其中,Rs是以ohms/square为单位的电阻Xs 是以ohms/square为单位的电抗分层阻抗(Layered Impedance)边界——在结构中多层薄层可以模拟为阻抗表面。

使用分层阻抗边界条件进一步的信息可以在在线帮助中寻找。

集总RLC(Lumped RLC)边界——一组并联的电阻、电感和电容组成的表面。

这种仿真类似于阻抗边界,只是软件利用用户提供的R、L和C值计算出以ohms/square为单位的阻抗值。

无限地平面(Infinite Ground Plane)——通常,地面可以看成是无限的、理想电壁、有限电导率或者是阻抗的边界条件。

如果结构中使用了辐射边界,地面的作用是对远区场能量的屏蔽物,防止波穿过地平面传播。

为了模拟无限大地平面的效果,在我们定义理想电边界、有限电导或阻抗边界条件时,在无限大地平面的框子内打勾。

辐射边界(Radiation)——辐射边界也被称为吸收边界。

辐射边界使你能够模拟开放的表面。

即,波能够朝着辐射边界的方向辐射出去。

系统在辐射边界处吸收电磁波,本质上就可把边界看成是延伸到空间无限远处。

辐射边界可以是任意形状并且靠近结构。

这就排除了对球形边界的需要。

对包含辐射边界的结构,计算的S参数包含辐射损耗。

当结构中包含辐射边界时,远区场计算作为仿真的一部分被完成。

§2.5 激励技术综述端口:是唯一一种允许能量进入和流出几何结构的边界类型。

你可以把端口赋值给一个两维物体或三维物体的表面。

在几何结构中三维全波电磁场被计算之前,必须确定在每一个端口激励场的模式。

Ansoft HFSS 使用任意的端口解算器计算自然的场模式或与端口截面相同的传输线存在的模式。

导致两维场模式作为全三维问题的边界条件。

Ansoft HFSS默认所有的几何结构都被完全装入一个导电的屏蔽层,没有能量穿过这个屏蔽层。

当你应用波端口(Wave Ports)于你的几何结构时,能量通过这个端口进入和离开这个屏蔽层。

作为波端口的替代品,你可以在几何结构内应用集中参数端口(Lumped Ports)。

集中参数端口在模拟结构内部的端口时非常有用。

§2.5.1 波端口(Wave Ports)端口解算器假定你定义的波端口连接到一个半无限长的波导,该波导具有与端口相同的截面和材料。

每一个端口都是独立地激励并且在端口中每一个入射模式的平均功率为1瓦。

波端口计算特性阻抗、复传播常数和S参数。

波动方程在波导中行波的场模式可以通过求解Maxwell方程获得。

下面的由Maxwell方程推出的方程使用两维解算器求解。

021(,)(,)0rrExyExyκεμ⎛⎞∇×∇×−=⎜⎟⎝⎠rr其中:(,)Exy r是谐振电场的矢量表达式;是自由空间的波数; 0κrμ是复数相对导磁率;rε是复数相对介电常数。

求解这个方程,两维解算器得到一个矢量解(,)Exy r形式的激励场模式。

这些矢量解与和t无关,只要在矢量解后面乘上zzeγ−它们就变成了行波。

另外,我们注意到激励场模式的计算只能在一个频率。

在每一个感兴趣的频率,计算出的激励场模式可能会不一样。

§2.5.2 模式(Modes)对于给定横截面的波导或传输线,特定频率下有一系列的场模式满足麦克斯维方程组。

这些模式的线性叠加都可以在波导中存在。

模式转换某些情况下,由于几何结构的作用像一个模式变换器,计算中包括高阶模式的影响是必须的。

例如,当模式1(主模)从某一结构的一个端口(经过该结构)转换到另外一个端口的模式2时,我们有必要得到模式2下的S参数。

模式,反射和传播在单一模式的信号激励下,三维场的解算结果中仍然可能包含由于高频结构不均匀引起的高次模反射。

如果这些高次模反射回激励源端口,或者传输到下一个端口,那么和这些高次模相关的S参数就必须被考虑。

如果高次模在到达任何端口前,得到衰减(这些衰减由金属损耗或者传播常数中的衰减部分所造成),那么我们就可以不考虑这些高次模的S参数。

模式和频率一般来说,和每种模式相关的场模式也许会随频率的改变而变化。

然而,传播常数和特性阻抗总是随频率变化的。

因此,需要频扫时,在每一个频率点,都应有相应的解算。

通常,随着频率的增加,高次模出现的可能性也相应的增加。

模式和S参数当每个端口的定义都正确时,仿真中包括的每个模式,在端口处都是完全匹配的。

因此,每个模式的S参数和波端口,将会根据不同频率下的特性阻抗进行归一化。

这种类型的S参数叫做广义的S参数。

实验测量,例如矢量网络分析仪,以及电路仿真器中使用的特性阻抗是常数(这使得端口在各个频率下不是完全匹配)。

为了使计算结果,和实验及电路仿真得到的测量结果保持一致,由HFSS得到的广义S参数必须用常数特性阻抗进行归一化。

如何归一化,参看波端口校准。

注解:对广义S参数归一化的失败,会导致结果的不一致。

例如,既然波端口在每一个频点都完全匹配,那么S参数将不会表现出各个端口间的相互作用,而实际上,在为常数的特性阻抗端口中,这种互作用是存在的。

§2.5.3 波端口的边界条件:波端口边缘有以下所述的边界条件:理想导体或有限电导率边界—在默认条件下,波端口边缘的外部定义为理想导体。

在这种假设条件下,端口定义在波导之内。

对于被金属包裹传输线结构,这是没问题的。

而对于非平衡或者没被金属包围的传输线,在周围介质中的场必须被计算,不正确的端口尺寸将会产生错误的结果。

对称面——端口解算器可以理解理想电对称面(Perfect E symmetry)和理想磁对称面(Perfect H symmetry)面。

使用对称面时,需要填入正确的阻抗倍增数。

阻抗边界——端口解算将识别出端口边缘处的阻抗边界。

辐射边界——在波端口和辐射边界之间默认的设置是理想导体边界。

§2.5.4 波端口校准:一个添加到几何结构的波端口必须被校准以确保一致的结果。

为了确定场的方向和极性以及计算电压,校准是必要的。

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