告訴你CST-時(shí)域求解器為什么可以仿真電大問(wèn)題

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首先給出兩個(gè)實(shí)際的仿真例子：
參考計(jì)算機(jī)：HP XW8400 工作站，雙路雙核志強(qiáng)5160 處理器，主頻3.0GHz，內(nèi)存16GB
基本數(shù)據(jù)：CST 微波工作室®時(shí)域求解器（CST MWS-T）每1000 萬(wàn)個(gè)六面體網(wǎng)格占用1GB 內(nèi)存；每1000 萬(wàn)
網(wǎng)格計(jì)算時(shí)間為80 分鐘。電尺寸越大，上述統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)越準(zhǔn)確。
a) 108 個(gè)波長(zhǎng)賦形反射面天線，9.2 米寬，4.75 米高，2.9GHz 頻率。

網(wǎng)格點(diǎn)數(shù)： 8387 萬(wàn)，計(jì)算時(shí)間：12 小時(shí)34 分，占用內(nèi)存：9.4GB。
b) 圓錐對(duì)數(shù)螺旋天線分析，天線尺寸和仿真所得2GHz 時(shí)的方向圖如下所示。

網(wǎng)格點(diǎn)數(shù)：666.4 萬(wàn)，計(jì)算時(shí)間：1 小時(shí)5 分，占用內(nèi)存：1.67GB。
1) 基本理論依據(jù)
由數(shù)學(xué)結(jié)論可知，頻域矩量法或邊界元法、頻域有限元法和時(shí)域有限積分法三者的計(jì)算量（體現(xiàn)在CPU 時(shí)間和所需內(nèi)存）分別正比于所網(wǎng)格數(shù)N 的3 次、2 次和1.1-1.2 次方。當(dāng)結(jié)構(gòu)的電尺寸比較大或結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜時(shí)，網(wǎng)格點(diǎn)則逐漸增大，對(duì)于目前主流的32 位計(jì)算機(jī)（2GBytes 內(nèi)存/2.6GHz 主頻/單CPU）來(lái)說(shuō)，前兩者將不再能夠勝任網(wǎng)格數(shù)達(dá)到幾萬(wàn)和幾十萬(wàn)的作業(yè)。而時(shí)域有限積分法則可處理800-1000 萬(wàn)點(diǎn)（操作系統(tǒng)和顯卡要占500MB 的內(nèi)存），約8 小時(shí)CPU 時(shí)間一次完成幾個(gè)到數(shù)十個(gè)倍頻程的全部仿真。這個(gè)快速寬帶仿真特點(diǎn)歸功于時(shí)域有限積分法的顯式算法。
另一方面，三者的仿真速度是由各自算法所決定的。換言之，即便是采用 64 位計(jì)算機(jī)，它們?nèi)叩乃俣鹊南鄬?duì)關(guān)系是不會(huì)改變的。有些人錯(cuò)誤地認(rèn)為，64 位機(jī)能夠提高速度，其實(shí)是64 位機(jī)由于它們的尋址空間大大地增加便可以“接受”大網(wǎng)格點(diǎn)的仿真問(wèn)題了，不像32 位計(jì)算機(jī)有2-3GBytes 最大可接受文件的限制。可是，“接受”或能夠仿真絕不意味著它們的計(jì)算速度就提高了。其實(shí)，原來(lái)固有的3 次方、2 次方和1.1-1.2 次方的計(jì)算量依然不變，即所需的CPU 時(shí)間同樣還是這么多。舉例來(lái)說(shuō)，對(duì)于頻域有限元法，10 萬(wàn)個(gè)網(wǎng)格點(diǎn)若需要10 小時(shí)CPU，則100 萬(wàn)個(gè)網(wǎng)格點(diǎn)需1000 小時(shí)！這個(gè)N 平方關(guān)系與32 位還是64 位計(jì)算機(jī)無(wú)關(guān)。內(nèi)存需求同樣滿足N 的平方關(guān)系。故導(dǎo)致100 萬(wàn)個(gè)網(wǎng)格點(diǎn)32 位機(jī)無(wú)法計(jì)算，但64 位機(jī)則可以，只要其物理內(nèi)存足夠的大。這就是計(jì)算速度及內(nèi)存需求與網(wǎng)2 CST 工作室套裝™–常見(jiàn)問(wèn)題解答FAQs 格點(diǎn)關(guān)系的通用解釋。請(qǐng)注意：CPU 數(shù)目的增加一般是線性的（目前主流64 位PC 工作站最大支持16 個(gè)CPUs）。況且，它還受到硬件投資的約束。
再看對(duì)計(jì)算機(jī)的要求。CST MWS 中的T 求解器由于采用時(shí)域有限積分算法，在數(shù)學(xué)上沒(méi)有矩陣求逆的過(guò)程，而有限元法是必須要做矩陣求逆，所以對(duì)計(jì)算機(jī)配置要求比較低。舉一個(gè)具體例子，一個(gè)內(nèi)存1GB 的普通計(jì)算機(jī)，CST MWS-T 可仿真800 萬(wàn)個(gè)六面體網(wǎng)格的結(jié)構(gòu)；而同樣配置下，頻域有限元軟件不超過(guò)20 萬(wàn)個(gè)四面體網(wǎng)格。
2) CST MWS 的專有技術(shù)
CST MWS 專有的PBA 和TST 技術(shù)，在保證精度的情況下，極大的降低了內(nèi)存需求，提高計(jì)算速度。1998 年引入了專有的PBA™（Perfect Boundary Approximation™）技術(shù)，使CST MWS 的結(jié)構(gòu)逼近趨近完美。
此方法采用精確共形網(wǎng)格插值的方式，彌補(bǔ)了經(jīng)典FDTD 算法對(duì)曲面物體采用階梯網(wǎng)格逼近的缺點(diǎn)，同時(shí)又保持了網(wǎng)格劃分容易、對(duì)大問(wèn)題快速及內(nèi)存需求小這三大原有的優(yōu)點(diǎn)。2002 年又引入了TST™（Thin Sheet Technology™）薄片技術(shù)，在程序內(nèi)部，通過(guò)對(duì)細(xì)線和薄片的專門處理，大大地提升了對(duì)這兩類問(wèn)題的仿真度，使得軟件不但速度快，內(nèi)存需求低，而且精度高。對(duì)于某些特殊問(wèn)題，如共形天線，直接采用粗大網(wǎng)格，不用特殊的處理，就可精確仿真。2004 年引入了MSS™（Multilevel Subgridding Scheme™）多級(jí)子網(wǎng)技術(shù)，使網(wǎng)格使用更為經(jīng)濟(jì)和有效，大大地減少了網(wǎng)格點(diǎn)，從而提供了仿真速度。
3) CST MWS 中包含七個(gè)不同的算法或求解器

所有七種求解器全部集成于同一個(gè)界面，用戶可以根據(jù)不同問(wèn)題自由選擇最合適的算法。盡管時(shí)域有限積分法的應(yīng)用范圍最為寬廣，對(duì)于周期性結(jié)構(gòu)，采用頻域有限元最為有效；對(duì)于高Q 值濾波器，采用MOR 最快；對(duì)于微調(diào)公差分析，六面體網(wǎng)格的算法有絕對(duì)的優(yōu)勢(shì)；對(duì)于電大金屬凸結(jié)構(gòu)的散射分析，最好采用MLFMM算法等等。

大家了解下

好詳細(xì)啊。謝謝

這么好的資料不頂實(shí)在是不厚道……
謝謝老大……

其實(shí)上面的分析值得商榷
真正電大空間（不是簡(jiǎn)單的電大表面問(wèn)題），只有時(shí)域仿真算法才能勝任，當(dāng)然是并行技術(shù)才能處理。
時(shí)域算法包括：FDTD、時(shí)域有傳輸矩陣法（TLM）、時(shí)域有限體積法（FIT），以積分方程為基礎(chǔ)的時(shí)域積分方程法（IETD），利用有限元模擬復(fù)雜幾何結(jié)構(gòu)的時(shí)域有限元法（TFEM），時(shí)域多分辨分析法（MRTD）。

太強(qiáng)大了

小編這臺(tái)電腦的芯片是CST和intel合作之后優(yōu)化CST計(jì)算速度的一款芯片。牛！

怎么現(xiàn)在大家都用的是這么好的電腦啊?

現(xiàn)在配置一個(gè)不錯(cuò)的電腦，也不是很貴了

謝謝管理員的講解，

謝謝管理員的講解，了解了