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CST微波工作室时域求解器仿真电大问题的理论分析
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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。
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。
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。