目前高频电磁分析领域,以FEM,FDTD以及MOM/BEM为主,其中最通用方法仍然是采用矢量单元的有限元方法(FEM),该方法优点是通用性强,精度可靠,但是缺点也很明显,非常依赖网格质量以及计算耗时。以海飞丝为例,百万级网格单元的扫频分析,在普通台式机上也要几个小时,其中大部分时间用在网格自适应迭代,以及频点计算上。
目前最有希望解决FEM性能问题的几种方式:
1. 异构计算,这类方法已经多有应用,比如GPU,TPU,FPGA,集群,AI芯片,超算等,从长远的技术角度看,本质上还是分布式计算+业务专用芯片。
2. 量子计算机。目前并没有工业级的应用,等待类似ChatGPT的拐点出现。
3. PINN Physics informed Neural Networks
该方法一度掀起了研究热潮,一旦模型训练完成,求解时间会非常短,目前在工业领域已有应用。但缺点也很明显,模型拓扑变化较大时,误差就会不可控,需要重新训练。
4.类似SimSolid无网格方法
SimSolid是Altair公司于2018年收购的一款产品,其基础技术很大程度上来自于白俄罗斯国立技术大学教授兼 SIMSOLID 公司以及共同创始人
Victor Apanovitch 博士的工作成果。
之前写的SimSolid的技术分析:
SimSolid 技术分析(点击链接查看)
在这篇文章中也提到了:
在本公众号《仿真软件十年回顾和展望》(点击链接查看)一文中提到了 未来CAD/CAE的无缝结合是仿真软件发展的一种趋势,如果SimSolid的方法能够证明有效解决工程问题,扩展到流体,电磁等其它领域也是早晚的事。
在SimSolid最新的产品介绍中,表示将重点支持对PCB和IC领域的热,结构分析,同时支持SI/PI分析。如果SimSolid能将无网格方法引入到高频电磁分析领域,可能会部分解决有限元方法的性能问题。但是否能真正解决工程问题,满足性能和精度的平衡要求,还需要更多实际工程检验。
按照SimSolid在结构领域的表现,如果应用在高频电磁领域,求解时间可以减少一个数量级。也就是以往算1个小时,现在只需要5分钟。
更多信息访问:
https://altair.com/simsolid
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