Vsim-专业电磁粒子仿真软件
VISUM仿真软件在地铁运营管理专业实验实践中的应用
Hale Waihona Puke 实验课 随着教学 内容进行 ， 虽然可 以验证和 巩固每个 知识 点， 但软件 的应 用被分裂开零散 的进行 ， 系统性不强 。因此在相 关 专业课 程结束后 ， 需要综合 实践环 节——课程 设计对所 学知 识、 软件进行综 合应 用。从课堂实验 到课程设计 ， 符合 由简人繁 的教学原则 。该课程设计 任务包括基于 Ｖ Ｉ Ｓ Ｕ Ｍ仿真软 件的交通 规划四阶段建模和 运营组织方案评价 比选及优化 。具体 设计 流 程包括基础信 息输入 （ 如： 小区人 口佣 地性质 ， 地铁线 网运 营方 案等） 、 交通产生与吸引、 交通分布、 交通分配及 方式划分、 软件参 数标 定（ 如： 发车 间隔、 票价票 制、 行车 速度） 及运营方案 比选 （ 评 价指标为 ： 车厢满载率 、 出行 时间、 行 业效益等） 几个方 面。
程。
关键词 ： 仿真软件ＶＩ Ｓ ＵＭ 地铁运 营管理专业 实验 实践 中图分类号 ： Ｇ ６ ４ ２ ４ 文献标识码 ： Ｃ Ｄ ＯＩ ： １ ０ ３ ９ ６ ９ ￣ｉ ｓ ｓ ｎ１ ６ ７ ２ — ８ １ ８ １ ２ ０ １ ４ ０ １ ０ ３ ８
１ 前沿
随着全国城市轨道交通的大力建设 ， 城市轨道交通学院和专 业也如雨后春笋般出现 ， 上海工程技术大学城市轨道交通学院作 为全 国第一个 城市轨道交通专属 学院。学院特点之一是 与上海 申通地铁合作办学 ， 实现学生就业对接 、 科研合作 ， 这对学生的实 践能力提出了更高的要求。 运营管理 专业学生在 日后 的工作 中会涉及各项运 营管理手 段， 如何合理对 城市轨道交通施加 措施 ， 措施实施后 的效 果如何 进行 预估 ， 掌握这些 技能不仅依赖 书本 理论知识的学习 ， 还需 要 进行 实践 ， 获得 直观认识 ， 累积生产 经验与教训。但城市轨道 交 通系统庞大 ， 各部 门互 相交融 ， 牵一发 而动全身一 － ， 且作为公共 交 通设施 ， 承担着大量 的客流 ， 学生很难 在实际的城市轨道交通 系 统中进行 实验。 近年来， 计算 机的大力发展 为学生创 造了实验模 拟的机会。 目 前 专门针对 城市轨道交通系统规划与管理的软件较少， 但 大部 分的综 合规划、 管理软件都 可以实现模 拟城市轨道交通系统的功 能。德 国Ｐ ｒ Ｖ公司 Ｖ Ｉ Ｓ Ｕ Ｍ就是 其 中一 个功能全 面、 实践效果 较 好、 市场 占有 率较 高的软件 。因此 ， 本文研究如何 利用 Ｖ Ｉ Ｓ Ｕ Ｍ 仿 真在城市轨道交通管理专业进行 实验和实践环节教学。
multisim的安装与基本使用
Multisim 仪器仪表
Multisim 在仪器仪表栏下提供了 21 个常用仪器仪表，依次为数字 万用表、函数发生器、瓦特表、双通道示波器、四通道示波器、波特 图仪、频率计、字信号发生器、逻辑分析仪、逻辑转换器、IV 分析仪、 失真度仪、频谱分析仪、网络分析仪、Agilent 信号发生器、Agilent 万用表、Agilent 示波器，tektronix 示波器，电流检测器，LABVIEW 仪器，动态测量器
Multism 10 的安装（一）
1.主程序安装 将下载的自解压文件
NI_Circuit_Design_Suite_10_0.exe
解压到一个文件夹后，会自动出现如下界 面，选择执行Install NI Circuit Design Suite 10.0进行安装（安装序列号：F44G44444）.
1. Circuit 选项 Show 栏目的显示控制如下： Labels 标签 RefDes 元件序号 Values 值 Attributes 属性 Pin names 管脚名字 Pin numbers 管脚数目 2.Workspace 环境 Sheet size 栏目实现图纸大小和方 向的设置； Zoom level 栏目实现电路工 作区显示比例的控制。 3.Wring 连线 Wire width 栏目设置连接线的线宽； Autowire 栏目控制自动连线的方式。 4.Font 字体 5.PCB 电路板 PCB 选项选择与制作电路板相关的 命令 。 6.Visibility 可视选项
Transfer（文件输出）菜单
转换到 Ultiboard 转换到其他 PCB 制版 将 Multisim 数据传给 Ultiboard 从 Ultiboard 传入数据 导出列表
Tools（工具）菜单
Multisim仿真在电工电子实验中的应用
作。 它包含了电路原理 图的图形 输入 、 电路硬件 描述语言 输入 方式 ， 具有丰富的仿真分析能力。 Ｍ ｕ ｌ ｔ ｉ ｓ ｉ ｍ 具有 以下特点：
（ １ ） 直观 的图形界面。 Ｍ ｕ ｌ ｔ ｉ ｓ ｉ ｍ 上手操作方便， 创建 电路界 面 图形 可视化 ， 绘制 电路 图需要 的， 可拖拽 师选取 电路仿真需 要 的测试仪器、 元器件 ， 并在计算机屏幕上输出实验 结果。
不符 合要求等 因素 ， 还能利用 软件 中提 供的各种分析方法 ， 更
例１ ６ 进制计数器实验
本例用Ｍ ｕ ｌ ｔ ｉ ｓ ｉ ｍ 仿真实现用１ ６ 进制计数器７ ４ Ｌ Ｓ １ ６ １ 构成６ 进
快、 更好地掌握教学内容 ， 加深对概念、原理 的理解 ， 并能熟悉 制计数器， 采用异步清零 的方式完成 ， 其 连接线路见图１ ， 但仿
仿真结果￣ ｌ Ｊ Ｍ ａ ｔ ｈ Ｃ Ａ Ｄ 、 Ｅ ｘ ｃ ｅ ｌ 或Ｌ ａ ｂ ⅥＥ Ｗ ； 输 出网络表文件；向前
（ ２ ） 丰富的元器件。 Ｍ ｕ ｌ ｔ ｉ ｓ ｉ ｍ 提供了世界主流元件提 供商的 超过１ ７ ０ ０ ０ 多种元件， 同时能方便 的对元件各种参 数进行 编辑 修 改， 能利用模型生 成器 以及代码模 式创建 模型等功能 ， 创建
自己的元器件。
Ｕｊ ＾
（ ３ ） 强大的仿真能力。 Ｍ ｕ ｌ ｔ ｉ ｓ ｉ ｍ 以Ｓ Ｐ Ｉ Ｃ Ｅ ３ Ｆ ５ 和Ｘ ｓ ｐ ｉ ｃ ｅ 的内核
图１ 计数器
Ｃ 端加２ 个 “ 与”门， 增加延时效果 ， 避免Ｑ Ｃ Ｑ Ｂ ］ Ｉ ￣ 态 都产 生 作为仿真的引擎 ， 通过Ｅ ｌ ｅ ｃ ｔ ｒ ｏ ｎ ｉ ｃ ｗ ｏ ｒ ｋ ｂ ｅ ｎ ｃ ｈ 带有的增强设 可在Ｑ １ ” 。 其改进 线路见 图ｌ ， 达到预期效果。 计功 能将数字和 混合模 式 的仿真性能进行 优化。 包括Ｓ Ｐ Ｉ Ｃ Ｅ 仿 “
常用EMC仿真软件简介
常用EMC仿真软件简介EMC仿真软件能够为我们提供了一个非常有效的高频和高速电磁仿真设计工具，它集高速电路建模、仿真和优化为一体，用仿真代替实验，可以快速的帮助工程师完成高速电路EMC设计，实现信号完整性，减少研发费用，缩短研发周期。
目前，国际上商业的EMC仿真软件有许多种，主要应用于高速PCB电路设计、各种类型的高频滤波器设计、高频天线和波导设计、LTCC设计、传输线设计(包括微带、带状线和同轴电缆等)、信号完整性设计和电磁分析等。
大多数EDA软件都采用模块化设计，不同的模块实现不同的功能，用户可以根据需要选择模块自己进行软件配置。
下面对四种典型的EMC仿真设计软件进行介绍。
(1)Ansoft High-Frequency and High-Speed Designers该软件由Ansoft Corporation 公司设计，主要有高频设计、信号完整性和电磁设计的软件产品。
高频设计产品主要包括：(a)3D电磁场有限元高频设计工具HFSS;(b)RF、高速和通讯设计工具DESIGNER；(c)RF／混合信号Ic和高性能信号完整性设计工具NXXlM 。
信号完整性设计产品主要包括：(a)多层板、集成电路包和3D设计工具3D EXTRACTOR；(b)功率和信号完整性分析工具Siwave；(c)高速Ic的快速模拟分析工具TPA。
电磁设计和分析工具主要包括：(a)2D和3D方式进行电磁和热量分析工具Maxwell 2D和3D；(b)系统建模工具SIMPLORER；(c)磁性元件设计工具PEXPRT；(d)电子结构旋转后的性能评估工具RMXPRT。
(2)SimLab EMC Simulation Software该软件由德国Simlab软件公司设计，主要包括PCBMOd、CableMod、RaidaSim 软件产品。
PCBMod是模拟EMC／EMI、信号完整性的强大工具，可进行2D和3D模拟，可以从主要的EDA数据库引入PCB设计数据，主要采用时域和频域分析方法，测量节点上的电压分配、元件的电流分布、散射参数、阻抗曲线、辐射等。
电磁场仿真软件（转）
电磁场仿真软件（转）常用的高频电磁场仿真软件有下面这些：Ansoft HFSS、Designer、Emsenble。
ansoft一贯使用FEM （有限元法），HFSS在中国大陆有绝对的市场份额。
一直被大家认为电小不错，电大不行。
一年一来一直致力于推翻大家这种印象。
终端仿真里面面，我们认为网络参数相对还是比较正确的，但是场参数有时候就不是那么令人满意了。
例如，建模一个dipole，在大部分关键的己方加了很多人工干预网哥划分，但是，增益和pattern的波束角宽都差挺多的。
手机天线仿真经常是百分之一百零几的效率。
在9.1版里resul ts里就不得不多加了realized gain这个选项，把gain这个选项的值打个折扣给你：）CST的Microwave Studio，一直大家一位是fdtd，其实它是时域积分法（FITD），当然其实不是原则上的不同。
和FEM方法不同，FDTD 或者FITD都是先在时域计算，用一个宽频谱的激励信号（方波或者高斯波都有）去激励模型，在时域计算然后去反演到频域。
系统的网络参数和场参数基本上是反演后的得到的。
特点是可以计算相当大的带宽结果，而不需要象用ansoft，可能要把大带宽分割后分别仿真。
CST计算过程中，由于没有FEM计算过程中矩阵求逆过程，计算时间和网格数成线性增长关系，而FEM的是指数增长关系。
CST的MWS从4.3版起，开始有了大小网格嵌套技术，在曲面上细化六面体网格逼进曲面。
这是其它FDTD套件所没有的。
CST的MWS最大的问题是不象ansoft的那么傻瓜化，很多参数即使看了help也不是很能让人理解。
如果很深入了解MWS内部细节，估计可以一次性不用收敛做出完美的仿真。
我们曾经用完全相同的模型分别在ansoft和CST运行，结果双频天线CST结果低频比ansoft结果高。
而高频又比ansoft 结果低。
但是场参数就可靠得多了，一个加上塑胶外壳参数、电池、屏蔽罩等器件的模型，天线在谐振点就是比较真实的百分之四、五十。
国产三维电磁仿真软件RDSim2022R1版发布
国产三维电磁仿真软件RDSim2022R1版发布RDSim2022R1 简介三维电磁仿真软件RDSim2022R1是一款由霍莱沃自主研发的全波电磁仿真平台。
本软件运用改进的矩量法、快速算法及高频算法实现高精度、高效率的电磁仿真，覆盖天线、大尺寸RCS、微波器件及天线布局等应用方向，为高频电磁问题分析提供全方位的支持。
最新版本的RDSim中开启了“云平台”线上仿真、CMA特征模分析及阵列综合优化模块，并对算法、网格剖分、材料设置等功能进行了全方位的升级。
新功能列表1. 从单机版到云平台l 用户将不再受硬件和软件条件的制约，只需接入网络，便可以通过账号登录云平台，随时随地线上仿真l 在网页中，用户可以直接进行数据分析，更好地满足数据共享与调用的需求l 云平台分为用户界面与管理界面：用户界面面向于工程师，管理界面面向于系统管理员，形成系统的分级化管理l 仿真团队可以线上建立协作工程，指派分工并共享结果数据，实现团队间高效的在线协同设计2. 高精度全波仿真算法升级l 新增体等效（VEP）积分方程求解，适用于不均匀介质、薄介质及各向异性材料l 支持分层介质结构快速求解l 提升了双稳定多层快速多极子算法收敛性，大幅度提高迭代求解效率l 快速算法可实现亿级网格求解3. 网格剖分功能升级l 新增高精度体网格剖分，适用于各类复杂体结构的精确计算l 新增网格导入与网格模型材料设置4. 阻抗边界条件设置l 用以模拟已知阻抗值的电阻性表面，高效仿真多层媒质结构l 阻抗边界支持仿真频变与非频变材料，适用于模拟多种元器件、复合电路以及复杂超材料结构5. 添加元器件功能l 元器件功能支持集成电路耦合计算，适用于仿真天线负载l 支持复合电路微波器件仿真6. 阵列综合优化l 包含多种阵列与栅格格式，一键生成自定义天线阵，大幅度节约建模时间l 专用的阵列快速仿真算法可实现大型阵列天线快速仿真需求，提高大型阵列仿真效率l 配置阵列优化与稀疏功能，以最少的单元数量和最优的天线排布达到特定阵列性能指标，全方位辅助天线阵设计与计算7. CMA特征模天线设计与优化l 具备业界领先的复杂电磁结构特征模精确高效求解技术l 可对任意结构的天线固有模式进行分析并用于天线的设计和优化l 通过分析多种天线模式得到最佳天线结构与馈电位置，实现快速天线设计l 适用于复杂环境中的天线性能分析，并在天线与环境产生耦合的情况下将天线优化至最佳工作状态。
干货电磁仿真软件有哪些？软服之家电磁仿真软件专辑推荐！
干货电磁仿真软件有哪些？软服之家电磁仿真软件专辑推荐！导读：随着计算电磁学在工程应用领域影响力的不断加深，商用电磁仿真软件越来越多，操作界面也变得智能化，使得设计人员可以更加方便、直观得进行滤波器设计、天线设计、目标电磁特性分析等。
那么，电磁仿真软件有哪些？软服之家整理了电磁仿真软件专辑推荐给你！软服之家：电磁仿真软件专辑 202101.ANSYS HFSSANSYS HFSS作为任意三维结构全波电磁场仿真的标准和核签工具，也是现代电子设备中设计高频/高速电子组件的首选工具。
能够在用户最少干预的情况下，对直接关系到电子器件性能的电磁场状态进行快速精确的仿真。
针对一个部件或子系统、系统以及终端产品在电磁场中的性能及其相互影响，HFSS还可分析整个电磁场问题，包括反射损耗，衰减，辐射和耦合等。
02.FEKOFEKO是一款强大的三维全波电磁仿真软件，基于复杂的数值方法来解决复杂的电磁工程问题。
用于3D结构电磁场分析的综合电磁仿真软件工具。
为麦克斯韦方程组的解决方案提供了多种最先进的数值方法，使其能够解决各行业遇到的各种电磁问题。
03.ANSYS MaxwellANSYS Maxwell是业界领先的电磁场仿真软件，用于设计和分析电动机，执行器，传感器，变压器和其他电磁和机电设备，可以精确地表征机电元件的非线性瞬态运动及其对驱动电路和控制系统设计的影响。
利用其先进的电磁场求解器并将它们无缝连接到集成电路和系统仿真技术，还可以在硬件构建原型之前了解机电系统的性能。
04.CST STUDIO SUITECST STUDIO SUITE是一款电磁仿真软件套装，被用于设计，分析和优化EM频谱中的组件和系统。
完整技术方法意味着所有求解器都可在单个图形用户界面中使用，并且在不同求解器之间具有强大的链接。
也用于所有通用高频求解器之间的双向混合耦合的混合求解器。
且允许直接链接到其他设计和模拟工具，提高了软件的灵活性，用于建模和模拟复杂系统，提高了软件的灵活性。
系统动力学模拟软件Vensim使用指南资料讲解
系统动⼒学模拟软件Vensim使⽤指南资料讲解系统动⼒学模拟软件Vensim使⽤指南严⼴乐张志刚（上海理⼯⼤学管理学院）在⽬前系统动⼒学专⽤的计算机模拟语⾔软件中，V ensim是界⾯⾮常友好的⼀种模拟⼯具，它的功能⾮常强⼤，可以运⾏⽅程数⽬达数千的⼤型模型，因此被⼈们⼴泛使⽤，如美国的国家模型等。
⼀、Vensim软件简介Vensim是美国Ventana Systems公司推出的在Windows操作平台下运⾏的系统动⼒学专⽤软件包，其版本在不断升级，⽬前最新的版本为V5.0c。
Vensim PLE是Ventana Systems公司提供的个⼈学习版，可到公司的⽹站/doc/becd18277d1cfad6195f312b3169a4517723e5a6.html 上免费下载试⽤。
1.1 Vensim软件的主要特点Vensim是⼀款可视化的模型⼯具，使⽤该软件可以对动⼒学系统模型进⾏概念化、模拟、分析和优化。
Vensim PLE和PLE Plus是为简化系统动⼒学的学习⽽设计的Vensim的标准版本。
Vensim PLE提供了⼀个⾮常简单易⽤的基于因果关系链、状态变量和流图的建模⽅式。
Vensim⽤箭头来连接变量，系统变量之间的关系作为因果连接⽽得到确⽴，⽅程编辑器可以帮助⽅便地建⽴完整的模拟模型。
通过建⽴过程、检查因果关系、使⽤变量以及包含变量的反馈回路，可以分析模型。
当建⽴起⼀个可模拟的模型，Vensim可以从全局来研究模型的⾏为。
Vensim PLE适合于建⽴规模较⼩的系统动⼒学模型，⽽Vensim PLE Plus功能则更加强⼤，⽀持多视图，适合于⼤型的模型模拟。
Vensim提供了对所建模型的多种分析⽅法。
Vensim可以对模型进⾏结构分析和数据集分析，结构分析包括原因数分析、结果树分析和反馈回列表分析，数据集分析包括变量随时间变化的数据值及曲线图分析。
此外，Vensim还可以实现对模型的真实性检验，以判断模型的合理性，从⽽相应调整模型的参数或结构。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
上海锦科信息科技有限公司
VSim 软件培训讲义
2013 年 4 月
上海锦科信息科技有限公司 2013/04
VSim 软件培训讲义 锦科科技
目
录
第一课： VSim 基础与几何模型 ............................................................................................................. 3 1.1 VSim 基本概念 ............................................................................................................................. 3 1.2 预处理和变量定义 ....................................................................................................................... 4 1.3 全局参数和基础对象 ................................................................................................................... 6 1.4 几何建模 ....................................................................................................................................... 7 1.5 电磁场建模 ................................................................................................................................... 8 1.6 注入束流 ....................................................................................................................................... 9 1.7 粒子吸收边界 ............................................................................................................................. 10 1.8 归纳和建模步骤 ......................................................................................................................... 10 1.9 几何建模进阶 ............................................................................................................................. 10 1.10 geometry 宏 .............................................................................................................................. 13 第二课：电磁场建模：MultiField ........................................................................................................... 15 2.1 YeeFDTD 的基本概念 .............................................................................................................. 15 2.2 MultiField 框架 ............................................................................................................................ 17 2.3 边界条件和 port ......................................................................................................................... 21 2.4 宏封装：basicEM，emMultiField 和 SumRhoJ ................................................................... 28 2.5 介质与电导编码 .......................................................................................................................... 35 2.6 极坐标系下的电磁场 ................................................................................................................. 37 2.7 复杂外场引入 ............................................................................................................................. 40 2.8 静电模型 .................................................................................................................. 44 第三课：粒子的建模和发射吸收 ............................................................................................................ 47 3.1 Species 和粒子模型 .................................................................................................................. 47 3.2 ParticleSource 和 xvLoaderEmiter .......................................................................................... 48 3.3 发射粒子 ..................................................................................................................................... 48 3.4 电流函数和场致发射：变权重粒子 ......................................................................................... 51 3.5 速度设定和速度分布 ................................................................................................................. 56 3.6 装入粒子 ..................................................................................................................................... 62 3.7 ParticleSink ................................................................................................................................ 63 第四课：后处理和数据分析 .................................................................................................................... 65 4.1 历史记录和诊断 ......................................................................................................................... 65 4.2 后处理 ......................................................................................................................................... 65 4.3 转换数据 ..................................................................................................................................... 66 4.4 HDFView 和 Matlab ................................................................................................................... 68 第五课 放电和电子倍增过程的仿真 .................................................................................................... 69 5.1 放电过程的基本原理 ................................................................................................................. 69 5.2 二次电子建模 ............................................................................................................................. 69 5.3 碰撞过程 ..................................................................................................................................... 71 5.4 中性气体和空碰撞 ..................................................................................................................... 73 5.5 电子-离子碰撞和衰变 ............................................................................................................... 74 5.6 FieldIonization ............................................................................................................................ 75 5.7 impactColider ............................................................................................................................. 76