一起聊聊Ansys HFSS共形的那些事儿

技术文章：基于正交平面的共形建模在仿真设计中的应用及注意事项


前言

在电子设备和组件的模拟设计过程中，一致性问题经常出现于仿真结果与实际测试结果之间。其中，一个重要因素在于仿真建立的模型与实际产品的形态不匹配。本文旨在探讨利用共形功能在仿真模型中呈现产品的实际变形和贴附状况，并详细阐述了在采用正交共形功能进行建模时需要注意的关键点，包括正交关系要求、操作限制、特性差异等。

共形功能及其应用

共形功能在现代仿真软件（如HFSS）中扮演着至关重要的角色。例如，LDS天线的金属层能够依据结构的外形变化进行共形贴附，以满足在快速完成共形建模上的需求。同样，FPC、共形天线和阵列天线等组件在实际应用中多涉及复杂的弯曲和贴合情况，采用共形功能能够更真实地模拟这些结构的动态变化。

功能使用方法




在操作方面，共形功能的实现相对简单高效。用户可选用需要共形的物体，然后通过执行软件的wrap sheet功能完成操作（如图所示）。这一过程为设计者提供了直观的工具，既提高了建模效率，又保证了模型的准确性。

使用规则与注意事项


为了确保共形操作的有效性和兼容性，用户需注意如下几点：

1. 关系类型限制：执行共形操作时，两个物体间必须保持相切或相离的关系，而不能包含或相交，避免复杂的嵌套关系干扰模型的正确性（如图所示）。

2. 二维布局与平行性：共形操作支持二维平面与动目标表面的贴合，但其二维平面”的方向必须与目标表面展开的方向一致，以确保贴附的精确性和一致性。

3. 曲面限制：共形功能不支持二维平面贴附于球面或在圆柱曲面与圆平面之间的异质贴合，旨在避免非线性贴合引起的计算复杂性和不准确性。

4. 尺寸比例考虑：避免大规模物体与小面积物体之间的共形操作，以防止在有限内存资源下产生不激光优化的复杂模型。

5. 表面条件：确保贴合表面无凹坑，以避免影响贴合效果和仿真数据的准确性。

6. 边缘处理：保证共形物体与目标表面在边缘位置的正确相对位置，防止过切或接合线误报的情况影响模型的完整性。

共形与投射差异

在理解共形操作的基础上，区分与之相对的投射方法同样重要。共形操作保持对象的实际面积不变，操作结果直观反映物体的真实尺寸在不同变形下的对应变化。与此相对，投射操作依赖于特定的视角或平面属性改变结果，如同一个人在不同光照或视角下的影子变化一般，因此效果在某种程度上实际取决于操作的调整。

结论

共形建模是现代电子设备仿真中不可或缺的工具之一，通过正确理解和应用正交共形功能，设计人员能够在最大程度上逼近实际产品的形态和行为，从而提升仿真最终结果与实际测试结果的一致性。同时，遵循一系列规则与注意事项，能够有效避免模型构建过程中可能出现的误导和效率低下问题。随着技术的不断发展和迭代，共形建模将在电子仿真实验室中扮演更为关键的角色。

作者：钟晓伟


编辑：李月霞


来源：亿道电子

武汉格发信息技术有限公司，格发许可优化管理系统可以帮你评估贵公司软件许可的真实需求，再低成本合规性管理软件许可,帮助贵司提高软件投资回报率，为软件采购、使用提供科学决策依据。支持的软件有: CAD,CAE,PDM,PLM,Catia,Ugnx, AutoCAD, Pro/E, Solidworks ,Hyperworks, Protel,CAXA,OpenWorks LandMark,MATLAB,Enovia,Winchill,TeamCenter,MathCAD,Ansys, Abaqus,ls-dyna, Fluent, MSC,Bentley,License,UG,ug,catia,Dassault Systèmes,AutoDesk,Altair,autocad,PTC,SolidWorks,Ansys,Siemens PLM Software,Paradigm,Mathworks,Borland,AVEVA,ESRI,hP,Solibri,Progman,Leica,Cadence,IBM,SIMULIA,Citrix,Sybase,Schlumberger,MSC Products...