CST微波工作室时域求解器仿真电大问题的理论分析

另一方面，三者的仿真速度是由各自算法所决定的。换言之，即便是采用64 位计算机，它们三者的速度的相对关系是不会改变的。有些人错误地认为，64 位机能够提高速度，其实是64 位机由于它们的寻址空间大大地增加便可以“接受”大网格点的仿真问题了，不像32 位计算机有2-3GBytes 最大可接受文件的限制。可是，“接受”或能够仿真绝不意味着它们的计算速度就提高了。其实，原来固有的3 次方、2 次方和1.1-1.2 次方的计算量依然不变，即所需的CPU时间同样还是这么多。举例来说，对于频域有限元法，10 万个网格点若需要10小时CPU，则100 万个网格点需1000 小时！这个N 平方关系与32 位还是64 位计算机无关。内存需求同样满足N 的平方关系。故导致100 万个网格点32 位机无法计算，但64 位机则可以，只要其物理内存足够的大。这就是计算速度及内存需求与网格点关系的通用解释。请注意：CPU 数目的增加一般是线性的（目前主流64  PC 工作站最大支持16 个CPUs）。况且，它还受到硬件投资的约束。

再看对计算机的要求。CST MWS 中的时域求解器由于采用时域有限积分算法，在数学上没有矩阵求逆的过程，而有限元法是必须要做矩阵求逆，所以对计算机配置要求比较低。举一个具体例子，一个内存 1GB 的普通计算机，CST MWS-T 可仿真800 万个六面体网格的结构；而同样配置下，频域有限元软件不超过20 万个四面体网格。

2) CST MWS的专有技术

CST MWS专有的PBA 和TST技术，在保证精度的情况下，极大的降低了内存需求，提高计算速度。

1998年引入了专有的 PBA™（Perfect Boundary Approximation™）技术，使 CST MWS的结构逼近趋近完美。此方法采用精确共形网格插值的方式，弥补了经典 FDTD 算法对曲面物体采用阶梯网格逼近的缺点，同时又保持了网格划分容易、对大问题快速及内存需求小这三大原有的优点。

2002 年又引入了 TST™（Thin Sheet Technology™）薄片技术，在程序内部，通过对细线和薄片的专门处理，大大地提升了对这两类问题的仿真度，使得软件不但速度快，内存需求低，而且精度高。对于某些特殊问题，如共形天线，直接采用粗大网格，不用特殊的处理，就可精确仿真。

2004 年引入了 MSS™（Multilevel Subgridding Scheme™）多级子网技术，使网格使用更为经济和有效，大大地减少了网格点，从而提升了仿真速度。

3) CST MWS中包含七个不同的算法或求解器

所有七种求解器全部集成于同一个界面，用户可以根据不同问题自由选择最合适的算法。尽管时域有限积分法的应用范围最为宽广，对于周期性结构，采用频域有限元最为有效；对于高Q 值滤波器，采用MOR 最快；对于微调公差分析，六面体网格的算法有绝对的优势；对于电大金属凸结构的散射分析，最好采用 MLFMM 算法等等。