Ansys HFSS Mesh Fusion新功能背后的技术揭秘

随着5G和自动驾驶等新兴技术步入实战阶段，应用于无人机等复杂系统的设计需要更高数据传输速率和频率，及其紧凑尺寸的技术。针对空间中的电磁耦合和结构耦合设计问题，设计者需要使用系统电磁仿真来详细分析各组件间的相互作用。这类应用问题过去被认为不可规避，但现在，Ansys HFSS网格融合（Mesh Fusion）功能的引入彻底改变了这种状况，展现出设计潜力。

技术背景




Ansys HFSS网格融合功能在Ansys 2021 R1版本中推出，致力于解决复杂电磁系统仿真过程中的一个关键障碍：确保在大规模、复杂系统中实现较高精度的仿真。在建立能够较好模拟实际电磁耦合的关键组件系统模型时，常常遭遇高复杂度和尺度广阔的挑战，寻找最优的网格分割方式变得异常困难。Ansys高频产品首席产品经理Matt Commens博士解释了这一创新理念的培育过程以及其带来的显著效果，基于此，以下我们将深入探讨网格融合的功能与应用，以及其实现的背后科技。

功能简介

Ansys HFSS网格融合的理念是，针对系统中的不同组件，应用适合其特性的最优网格分割方法，并能够在分布式计算节点或Ansys Cloud上运行。此功能在多个方面展现出其优势：它允许系统级精度仿真，且在空间、时间计算优化上拥有显著突破。通过将最优网格技术应用于各组件，Ansys HFSS能够有效地提供组件级模型的高效、精确仿真，实现了传统仿真逻辑中的较大挑战的突破。此功能的意义在于实现系统级电磁引擎间的耦合，从而更准确地预测系统行为，为用户提供更加直观的设计目录，同时保证了设计的高性能和可靠性。

技术细节

海上最尖端的产品背后，隐藏的往往是技术组合的强合作。为了实现HFSS网格融合功能，Ansys团队通过融合独特的CAD专利、网格划分技术和求解器技术，灌注至一个统一、紧密集成的FEM仿真流程。这一整合过程涉及捕获设备中的电磁性、减少计算时间和资源损耗、并确保函数安全批量执行，为产品的紧密集成创造了可能。

实质突破与市场挑战

实现HFSS网格融合功能的主要技术革命是其在局部最优网格划分方面的创新，和对并行网格划分特征的深入理解。在此基础上，系统组件个体地进行网格划分并独立优化，再集合共享的电磁解决方案。优化的设计流程和大规模并行计算使用户能够跨越计算瓶颈，同时利用大量计算资源来加速工作负载，并获取优化后的仿真结果。

应用案例与市场反应

Ansys HFSS网格融合功能的应用案例体现了它在实际项目中的战斗力：在消费电子产品中实施EMI/EMC仿真。此案例展示了网格融合功能在设计理论与实践融合过程中的重要性。该客户案例研究强调了对Ansys HFSS解决方案的信任，特别是在对其产品的详细EMI/EMC分析阶段，技术提高了设计灵活性和效率。

David早在应用案例的生产阶段就对产品产生了浓厚的兴趣：一种基于触摸显示系统的复杂电子消费产品模型。使用完整暗室版本对内部触摸面板和暗室内测试天线进行仿真时，系统规模的计算瓶颈显然在未引入Ansys HFSS网格融合功能前存在着一定的可能性。通过网格融合功能，客户可以成功完成先前被认为无法完成的仿真任务，大幅减少了时间消耗。这种应用案例的成就对解决方案的用户来说是一个标志性突破——即通过优化仿真过程，显著提升了设计效率，进而提高产品在市场上的竞争潜力。

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