1、如何設(shè)置仿真模型,電子科技大學 賈寶富,引言,建立三維仿真模型的過程與繪制三維工程圖類似。通常用一些基本元件構(gòu)造復雜結(jié)構(gòu)?；驹梢苑殖牲c、線、面和實體四種基本類性。每種類型又包含多種基本元素例如，面類中矩形、圓形、多邊形、橢圓形和由函數(shù)定義的面等。 每種基本類型又可以通過平拉、旋轉(zhuǎn)等操作轉(zhuǎn)換。例如，線經(jīng)過平拉轉(zhuǎn)換成面。面經(jīng)過平拉轉(zhuǎn)換成實體。 在四種基本類型中只有實體具有材料屬性。點、線和面沒有材料屬性。在四種基本類型中只有面和實體的表面可以賦邊界。 建立模型并不是簡單地照搬，應去掉與電磁特性無關(guān)的部分。建立和簡化模型需要利用電磁場和微波技術(shù)的基本概念。,HFSS的基本界面,什么是仿真模型？

2、,導入模型？,Import From a File,HFSS和CST都可以從其它軟件導入2D或3D圖形。 導入的模型一般不能參數(shù)化，不能修改。 一般不提倡導入模型 多數(shù)零件都是金屬件，計算的場在介質(zhì)中； 零件有公差。,Import From a File,HFSS,手工繪制仿真模型？,HFSS的畫線菜單,Draw Geometry,Basic Geometry Line Face Solid,HFSS,CST,Draw Geometry,Transform Line-Face Face-solid,旋轉(zhuǎn)結(jié)構(gòu)螺旋的建模,2. 旋轉(zhuǎn),- 橢圓截面 - 半徑比 = 3,拉伸生成扭曲波導,錐度角 =

3、-5 度,選擇面,基本3D結(jié)構(gòu)匯總,方塊,圓柱,圓環(huán),橢圓柱,球體,圓錐,拉伸,旋轉(zhuǎn),Boolean (HFSS),Boolean,Geometry Transform (HFSS),Transform Arrange Duplicate Scale,結(jié)構(gòu)變換窗口詳解,特定參數(shù) （隨操作而異）,原物體是否保留,新物體是否單獨命名,變換重復次數(shù),新物體材料設(shè)置,變換基點,平移 放縮 旋轉(zhuǎn) 鏡像,操作類別,是否以物體重心 為變換基點,結(jié)構(gòu)變換效果舉例,依XOY平面鏡像,繞X軸旋轉(zhuǎn)90,四次平移 （不保留原物體）,兩次平移 （保留原物體）,原始物體,Z向縮小一半,布爾運算 (CST),CST MWS

4、共提供了加、減、相交和插入四種布爾運算,進行不同布爾運算后的結(jié)果,立方體“加”圓球,立方體“減”圓球,兩物體“相交”,將圓球“插入”立方體 （裁減）,兩不同材料物體 （立方體和圓球）,布爾運算操作步驟,現(xiàn)以立方體“減”圓球為例，來說明布爾運算的操作步驟,1. 原始兩不同材料物體,2. 選擇第一個物體（立方體）,4. 選擇第二個物體（圓球）,3. 點擊工具欄上圖標 或從主菜單選擇 Objects-Boolean-Subtract,5. 回車確定,Working Coordnate System,Working CS (HFSS),工作坐標系概述,所有WCS指令含義見下：,全局坐標系,工作坐標系,

5、將WCS與所選面對齊,將WCS與所選棱邊對齊,將WCS與所選點對齊,將WCS與所選3點對齊,旋轉(zhuǎn)WCS,平移WCS,開/關(guān)WCS,VS.,CST MWS中有兩套坐標系統(tǒng) 1. 全局坐標系（X，Y，Z） 很多功能只針對它有效； 2. 工作坐標系（U，V，W） （簡稱WGS） 可方便的用它創(chuàng)建傾斜物體,工作坐標系應用舉例（1）,現(xiàn)用一立方體上傾斜圓柱的創(chuàng)建過程來舉例說明WCS的用法,4. 讓WCS與頂面對齊,1. 全局坐標系下的立方體,2. 繞Z軸旋轉(zhuǎn)30,3. 激活WCS，選中頂面,續(xù),工作坐標系應用舉例（2）,8. 讓WCS與棱邊對齊,5. 選中頂點,6. 讓WCS與頂點對齊,7. 選中棱邊,

6、續(xù),工作坐標系應用舉例（3）,12. 最終效果,9. 將WCS沿V軸旋轉(zhuǎn)30,10. 在WCS下創(chuàng)建圓柱,11. 在Overlap提示框中將二者相加,Draw Equation Based Curve,Draw Equation Based Surface,由解析曲線生成旋轉(zhuǎn)體,2) 在歷史記錄中可以編輯方程: enter your function and update history For xxx = 1.5 To 10 STEP 0.5 yyy = 3*aaa/xxx + Sin(xxx2),1) 執(zhí)行宏命令 Construct / Create 2D-Curve analytical

7、 (xy/uv),說明: MWS也可使用變量 對解析結(jié)構(gòu)進行優(yōu)化,3) 使用捕捉功能對解析曲線閉合,4) 由線到面,5) 旋轉(zhuǎn),Fillet the selected Edge,Chamfer the selected Edge,倒角,1. 原始物體,2. 選中要倒角的棱邊,4.b 設(shè)置倒角半徑,5. 最終結(jié)果,3.a 倒直角 點擊工具欄上圖標 或從主菜單選擇 Objects-Chamfer Edges,3.b 倒圓角 點擊工具欄上圖標 或從主菜單選擇 Objects-Blend Edges,4.a 設(shè)置倒角寬度,漸變操作,漸變操作,選擇要連接的2個面，以 生產(chǎn)新的結(jié)構(gòu)物體,新物體的輪廓結(jié)構(gòu)是

8、根據(jù) 原來所選的面漸變而得的,選擇 - Loft.,說明: 即使2個參考面 不平行也可以操作,掏空,“掏空”功能對很多物體（如波導，喇叭，拋物面天線等）的建模都極為方便,1. 原始物體,2. 分別選中前后兩個面,4. 設(shè)置參數(shù),5. 最終結(jié)果,3. 從主菜單選擇 2、Objects-Shell Solid or Thicken Sheet,“殼”厚度,“殼”的創(chuàng)建方向,參數(shù)化建模,在HFSS和CST中都可以參數(shù)化建模。 參數(shù)化建模可以方便以后的參數(shù)掃描和優(yōu)化。所以應當養(yǎng)成參數(shù)化建模的習慣。 在HFSS中參數(shù)分成全局變量（Project Variables）和局部變量（Local Variabl

9、es）兩種。 可以在建模之前輸入變量，也可以邊建模邊輸入變量。,Draw a Cylinder,記住必須輸入單位,參數(shù)化結(jié)構(gòu)（1）,CST MWS中，幾乎所有的輸入數(shù)據(jù)都可以參數(shù)化 參數(shù)化后，結(jié)構(gòu)修改，參數(shù)掃描，性能優(yōu)化等功能實施都極為便利 現(xiàn)以結(jié)構(gòu)的參數(shù)化為例來進行說明,1. 創(chuàng)建半徑為2，長為5的圓柱體,2. 點擊工具欄上圖標 或從主菜單選擇 Edit-Parameters 激活參數(shù)輸入框,續(xù),參數(shù)化結(jié)構(gòu)（2）,3. 在彈出窗口中輸入如下數(shù)據(jù)，定義結(jié)構(gòu)參數(shù),4. 選中圓柱，從右鍵菜單 中選擇 Properties 然后選中圓柱定義項 點擊“編輯”,5. 用剛定義的變量 代替原有的常數(shù) 點擊OK按鈕確定,參數(shù)填入位置,續(xù),圓柱定義項,參數(shù)化結(jié)構(gòu)（3）,6. 更新后的圓柱形狀保持不變,7. 再次點擊參數(shù)圖標 將半徑更改為1 并點擊“更新”,8. 更新后圓柱形狀發(fā)生變化,總結(jié)： 根據(jù)同樣的步驟 將關(guān)鍵的結(jié)構(gòu)尺寸參數(shù)化 可以使日后的結(jié)構(gòu)修改極為便利,“更新”按鈕,圓柱半徑,習題一、Coaxial Section with a Bulge,2.8 cm,0.2 cm,0.45 cm,0.8 cm,1.0 cm,習題二、 Waveguide Load