CST微波工作室时域求解器仿真电大问题的理论分析

首先给出两个实际的仿真例子：

参考计算机：HP XW8400工作站，双路双核志强 5160 处理器，主频 3.0GHz，内存16GB

基本数据：CST 微波工作室时域求解器每1000 万个六面体网格占用1GB 内存；每1000 万网格计算时间为 80 分钟。电尺寸越大，上述统计数据越准确。

a) 108个波长赋形反射面天线，9.2米宽，4.75米高，2.9GHz 频率。网格点数：8387 万，计算时间：12小时 34分，占用内存：9.4GB。

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b) 圆锥对数螺旋天线分析，天线尺寸和仿真所得2GHz 时的方向图如下所示。网格点数：666.4 万，计算时间：1 小时5 分，占用内存：1.67GB。

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1) 基本理论依据

由数学结论可知，频域矩量法或边界元法、频域有限元法和时域有限积分法三者的计算量（体现在CPU 时间和所需内存）分别正比于所网格数N的3 次、2 次和1.1-1.2次方。当结构的电尺寸比较大或结构比较复杂时，网格点则逐渐增大，对于目前主流的32 位计算机（2GBytes 内存/2.6GHz 主频/单 CPU）来说，前两者将不再能够胜任网格数达到几万和几十万的作业。而时域有限积分法则可处理800-1000 万点（操作系统和显卡要占500MB 的内 存），约8 小时CPU 时间一次完成几个到数十个倍频程的全部仿真。这个快速宽带仿真特点归功于时域有限积分法的显式算法。