Simulazione elettromagnetica
Simulazione e analisi dei campi elettromagnetici
Software di simulazione elettromagnetica
Il software di simulazione elettromagnetica consente agli ingegneri di analizzare in modo efficiente le proprietà elettromagnetiche di singoli componenti o interi sistemi. I sistemi elettromagnetici (EM) sovente pongono spesso sfide multiscala, come ampie gamme di frequenza e strutture elettricamente grandi e molto dettagliate. I solutori dedicati sfruttano tecnologie numeriche specifiche per eseguire simulazioni rapide e accurate. La simulazione elettromagnetica può essere applicata durante l'intero processo di progettazione. I prototipi virtuali stanno trasformando il ciclo di progettazione dall'idea iniziale alla sintesi dei componenti per soddisfare le specifiche, fino all'analisi delle prestazioni elettromagnetiche in condizioni operative.
Vantaggi principali della simulazione elettromagnetica di SIMULIA
Tempi più rapidi di progettazione
La simulazione accelera l'analisi e l'ottimizzazione, consentendo cicli di progettazione più brevi e offrendo un vantaggio competitivo.
Riduzione della dipendenza dai test
Rispetto ai test fisici, la simulazione è più veloce, più conveniente e può essere implementata nelle prime fasi del ciclo di progettazione. Può anche rivelare il comportamento non visibile in un test
Comprendere sistemi complessi
La simulazione ad alte prestazioni può modellare il comportamento di sistemi grandi o complessi, come le prestazioni dell'antenna su strade trafficate, l'integrità del segnale su una PCB ad alta velocità o la sicurezza di un dispositivo medico nel corpo umano
Riduzione del lavoro attraverso l'automazione
Il meshing, l'ottimizzazione e la post elaborazione automatizzati eliminano il lavoro noioso di configurazione e consentono agli ingegneri di ottenere i risultati di cui hanno bisogno più velocemente
Sfruttare i modelli di progettazione
La modellazione e la simulazione unificate (MODSIM) consentono di eseguire la simulazione direttamente sulla geometria di CATIA o SOLIDWORKS in un ambiente di progettazione unificato, riducendo il tempo necessario per la costruzione dei modelli
Analisi completa con la simulazione multifisica
La simulazione elettromagnetica può essere integrata da altre discipline, come la simulazione dei fluidi, la simulazione di strutture, la simulazione di sistemi multicorpo e la simulazione vibroacustica
Migliora prestazioni e qualità dei prodotti
Il software di simulazione elettromagnetica è in grado di ridurre i tempi e i costi di commercializzazione di un prodotto. Viene ampiamente utilizzato in numerosi ambiti, tra cui il settore High Tech e della comunicazione, il settore aerospaziale, la difesa, i trasporti e le bioscienze. L'analisi software elettromagnetica può essere eseguita su singoli componenti, quali antenne, sensori e chip, così come su interi dispositivi, ad esempio velivoli, smartphone e sistemi RM.
La co-progettazione all'interno del portfolio di prodotti SIMULIA integra la simulazione elettromagnetica nei processi di settore. La modellazione e la simulazione unificate (MODSIM) accelerano il processo di valutazione delle prestazioni, dell'affidabilità e della sicurezza dei materiali e dei prodotti. Gli ingegneri possono esaminare i compromessi, mitigare i problemi e ottimizzare il progetto prima di procedere alla realizzazione di prototipi fisici, riducendo i rischi di sviluppo. I flussi di progettazione multifisica sulla piattaforma 3DEXPERIENCE guidano il processo di sviluppo fin dalle prime fasi. Il software di simulazione elettromagnetica di SIMULIA è disponibile sia sulla piattaforma 3DEXPERIENCE sia in modalità standalone.
Applicazioni di simulazione elettromagnetica
Simulazione di antenne
Gli strumenti di simulazione elettromagnetica sono preziosi per l'intero processo di sviluppo e integrazione delle antenne. Contribuiscono a creare progetti di antenne funzionali, perfezionandoli per allinearli ai requisiti e valutandone le prestazioni e l'esposizione RF dopo l'installazione. La suite SIMULIA offre agli ingegneri delle antenne gli strumenti necessari per varie applicazioni.
Simulazione dell'interferenza elettromagnetica
Il controllo delle interferenze elettromagnetiche (EMI) è un aspetto cruciale della progettazione e della produzione dei dispositivi elettronici. I prodotti devono rispettare gli standard internazionali sulla compatibilità elettromagnetica (EMC) per garantire che le emissioni elettromagnetiche rientrino nei limiti consentiti e che tali dispositivi non siano soggetti a interferenze esterne. La simulazione elettromagnetica consente di individuare eventuali problematiche, facilitando così lo sviluppo del progetto in termini di certificazione.
Simulazione RF
La tecnologia CST Studio Suite fornisce una gamma di solutori elettromagnetici per la simulazione di filtri e componenti a microonde e a radiofrequenza. Il solutore del Dominio del tempo è ideale per i componenti a banda larga che viaggiano su onda, mentre il solutore del Dominio della frequenza è ideale per strutture altamente risonanti come i filtri passa-banda. Le funzioni speciali includono la mesh in movimento e il metodo di riduzione dell'ordine del modello per simulazioni rapide e accurate. Le porte della guida d'onda aiutano a eccitare le linee di trasmissione e System Assembly & Modeling semplifica la modellazione di dispositivi complessi. La tecnologia del solutore di Fest3D è efficiente per la simulazione di strutture a guida d'onda.
Simulazione ottica
CST Studio Suite simula efficacemente e con grande precisione il comportamento delle onde elettromagnetiche a frequenza ottica. Grazie ai collegamenti automatici all'importazione degli strumenti di layout dei dispositivi fotonici, è possibile generare facilmente i modelli di simulazione 3D. La libreria dei materiali presenta modelli di materiale a frequenza ottica. I modelli di post elaborazione possono calcolare metriche di settore standard. Grazie alle opzioni di High Performance Computing e ai componenti elettrici di grandi dimensioni, è possibile effettuare una simulazione.
Simulazione di macchine elettriche e a bassa frequenza
Gli strumenti versatili di SIMULIA soddisfano le diverse esigenze degli utenti in tutti i settori, garantendo precisione per applicazioni critiche come dispositivi medici e progettazione di magneti. Le sofisticate capacità di modellazione consentono analisi dettagliate sui dispositivi che utilizzano magneti permanenti o bobine superconduttrici. Interfacce personalizzate aiutano gli utenti a simulare e migliorare motori e generatori ad alta efficienza. La simulazione elettromagnetica aiuta a creare macchine sostenibili con prestazioni ottimali.
Simulazione della dinamica delle particelle cariche
Il portfolio di simulazione di SIMULIA offre diversi solutori per la simulazione di dispositivi con particelle libere e campi elettromagnetici. Include tecnologie di CST Studio Suite e Opera. La simulazione della dinamica delle particelle cariche comporta l'analisi dell'emissione delle particelle, dell'accelerazione elettrostatica, della focalizzazione magnetostatica e delle equazioni del moto relativistico ad alte energie.
Simulazione elettromagnetica SIMULIA per una progettazione efficiente delle antenne
Simulazione efficiente di strutture altamente risonanti
Analizzare l'interazione dei campi elettromagnetici con il corpo umano
Test di conformità virtuale con gli standard EMC
Integrare la simulazione nei flussi di lavoro EDA (Electronics Design Automation)
Simulazione di campi elettromagnetici elettrostatici, magnetostatici e a bassa frequenza
Simulazione di circuiti fotonici, grafene, metamateriali e cristalli fotonici
Simulazione di motori elettrici, generatori e trasformatori
Simulazione di particelle nei campi elettromagnetici
Prodotti software di simulazione elettromagnetica SIMULIA
SIMULIA ha sviluppato una tecnologia di simulazione che può essere utilizzata per calcolare i campi elettromagnetici, dalle frequenze statiche alle frequenze ottiche, in un'ampia gamma di aree di applicazione.
Software di simulazione dei campi elettromagnetici
Simulazione elettromagnetica ed elettromeccanica
Software per la progettazione di antenne
Tecnologia CAD elettromagnetica ibrida di decomposizione del dominio con multisolutori
Uno strumento software per l'analisi di componenti passivi a microonde complessi
Determina il livello di potenza del breakdown a radiofrequenza nei dispositivi passivi
Caratterizzazione di dispositivi elettronici
Miglioramento delle prestazioni e-NVH dei sistemi elettrici durante l'intero ciclo di vita dello sviluppo
Unify Radio-Frequency measurement, modeling, and simulation workflows
Software di simulazione elettromagnetica di SIMULIA sulla piattaforma 3DEXPERIENCE
I prodotti software di Simulazione elettromagnetica di SIMULIA sono configurati come Ruoli nella piattaforma 3DEXPERIENCE al fine di accelerare i tempi e lavorare in modo più efficiente avendo tutte le applicazioni necessarie a portata di mano. Scegli il pacchetto che corrisponde al ruolo che ricopri nella tua organizzazione.
Risorse per la simulazione elettromagnetica
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Domande frequenti sulla simulazione elettromagnetica
La simulazione elettromagnetica 3D descrive gli approcci alla risoluzione delle equazioni di Maxwell in termini di spazio e tempo. I metodi basati sulla discretizzazione del volume sono, ad esempio
- il metodo a elementi finiti (FEM),
- la tecnica di integrazione finita (FIT),
- il metodo del dominio temporale della differenza finita (FDTD),
- e il metodo della matrice della linea di trasmissione (TLM).
Questi metodi sono molto generici e possono essere utilizzati per simulare tutte le classi di problemi. Tuttavia, esistono metodi molto più efficienti per classi di problemi specifiche, come il metodo dei momenti (MoM), la corrispondenza in modalità BEM (Boundary Element Method) e l'ottica fisica.
I simulatori em fullwave risolvono le equazioni di Maxwell senza approssimazioni in base alla speciale natura fisica di un problema. In genere forniscono soluzioni per applicazioni elettromagnetiche ad alta frequenza come antenne o componenti. SIMULIA fornisce simulatori em di dominio del tempo e della frequenza.
Il solutore transitorio di CST Studio Suite offre soluzioni basate sulla tecnica di integrazione finita (FIT) e sul metodo della matrice della linea di trasmissione (TLM). Questi solutori sono particolarmente adatti per calcolare i risultati della banda larga della struttura a banda larga. Questi simulatori em sono molto efficienti in termini di memoria e sono in grado di gestire problemi di grandi dimensioni, altamente complessi e altamente disomogenei e la loro implementazione su GPU e cluster facilita ulteriormente questo utilizzo.
La gamma di simulazione statica comprende elettrostatica, magnetostatica e flusso di corrente stazionaria. Basato su Opera e sulla tecnologia dei solutori em di CST Studio Suite per tutti e tre i casi di applicazioni statiche, il solutore elettrostatico è perfetto per simulare campi elettrici statici ed è ideale per sensori e touchscreen. Il solutore magnetostatico aiuta a progettare macchine elettriche e magneti per acceleratori di particelle. Il solutore di corrente stazionaria consente di analizzare le correnti CC in componenti con elementi con perdita, ad esempio apparecchiature ad alta potenza o reti di distribuzione di potenza su PCB.
Il miglior software di simulazione elettromagnetica è quello che consente di svolgere il lavoro in modo rapido e preciso. Un requisito fondamentale per superare questa sfida è la disponibilità di una varietà di metodi di simulazione numerica all'interno di un unico pacchetto software, in quanto nessuno strumento di simulazione è in grado di risolvere tutte le sfide della simulazione. Il portfolio SIMULIA per la simulazione elettromagnetica offre un'ampia gamma di simulatori EM per gamme di frequenza dalla CC alla luce.
La simulazione numerica dei campi elettromagnetici si basa generalmente sulla discretizzazione delle equazioni di Maxwell nello spazio e nel tempo. Nel caso FDTD più semplice, il volume di simulazione viene mappato su una griglia cartesiana. Le singole celle della griglia possono essere riempite con materiali diversi e i campi elettrici e magnetici sono definiti lungo i bordi e attraverso le sfaccettature delle celle.
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