最近在使用HFSS 10版跟8版做天線模擬

使用之中我兩個問題想來這裡請教各位前輩們

第一個問題是我如果先用10版跑完模擬後 再以同樣的設定與結構(掃描的頻率範圍一

樣 收歛值設一樣 同樣結構在8版重畫一次) 這樣下去跑

有時發現跑出來的結果會有差而且差蠻多的

之前請教學長有跟我提過說因為雖然一樣是HFSS一樣是用有限元素法為架構而寫出來的

但內部有些部份還是不可能完全相同 所以造成跑出來的結果有差異的情況發生

但我想多了解一下這種狀況發生的原因

這樣我都不知道該相信哪個版本跑出來的才是對的.........




而第二個問題是要怎麼正確去判斷跑一個結構時到底需要切割多少的Mesh量就夠了

我是知道跑一個結構時只需要切到相當程度的Mesh量就可以了

之後不管再增加多少Mesh量都不會對跑出來的結果有影響

這樣就達到結果收斂的情形了

收斂值設越低切的Mesh量就越多 但也吃越多記憶體跟硬碟空間而且會跑很久

如果沒有判斷出需要多少Mesh量就夠的話 會浪費不少時間又耗費電腦資源

所以我最大問題就是不能正確判斷出 跑一個結構時需要切割多少Mesh量以致於我會搞不

清楚收歛值設到多少就夠了

這問題之前學長也有跟我說過 但我想再多聽一些前輩們的建議

讓我可以有效利用時間去做研究............

謝謝各位前輩了

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作者: sexyman (現在新歌沒好聽的) 看板: comm_and_RF
標題: Re: [問題] 有關HFSS的版本差異以及切割Mesh量問題
時間: Sun Aug 26 22:43:15 2007

原本想要用推文的，但是發現寫不完，用回的比較完整
※ 引述《kuanfu (風之獵人)》之銘言：
: 最近在使用HFSS 10版跟8版做天線模擬
: 使用之中我兩個問題想來這裡請教各位前輩們
: 第一個問題是我如果先用10版跑完模擬後 再以同樣的設定與結構(掃描的頻率範圍一
: 樣 收歛值設一樣 同樣結構在8版重畫一次) 這樣下去跑
: 有時發現跑出來的結果會有差而且差蠻多的
: 之前請教學長有跟我提過說因為雖然一樣是HFSS一樣是用有限元素法為架構而寫出來的
: 但內部有些部份還是不可能完全相同 所以造成跑出來的結果有差異的情況發生
: 但我想多了解一下這種狀況發生的原因
: 這樣我都不知道該相信哪個版本跑出來的才是對的.........
HFSS 從 8 以後做了很大的改變，最大的改變是使用介面
演算核心理論上應該原理不變，但是效能有改進；你的懷疑
不是沒有根據，但是我建議你應該再檢查一下：
1. 是否有畫錯：金屬畫錯、BC 設定不對、材料設定錯誤、
問題空間定義等等
2. 是否設定不同：由於介面設定差異很大，你有可能 8 跟 10 的
port 或是輻射BC 設定不同
3. 模擬設定：兩者的 iteration number、convergence、頻率
seed 等設定是否一致
如果都檢查過，沒有問題，再從跑出來的結果去做 debugging
1. 先檢查兩個版本的 port 跑出來的阻抗是否一樣
2. 再看金屬上電流分佈是否一致 (因為天線場形是由電流分佈所決定)
3. 兩個版本輻射 BC 是否一致，或是其差異性在那裡
4. 兩個版本在收斂時的趨勢是否有明顯的不同
5. 跑一個簡單的天線問題，看兩者是否一致
還有很多方法去 debug，看你的想像力與邏輯能力囉
一定可以找的到問題所在
: 而第二個問題是要怎麼正確去判斷跑一個結構時到底需要切割多少的Mesh量就夠了
: 我是知道跑一個結構時只需要切到相當程度的Mesh量就可以了
: 之後不管再增加多少Mesh量都不會對跑出來的結果有影響
: 這樣就達到結果收斂的情形了
: 收斂值設越低切的Mesh量就越多 但也吃越多記憶體跟硬碟空間而且會跑很久
: 如果沒有判斷出需要多少Mesh量就夠的話 會浪費不少時間又耗費電腦資源
: 所以我最大問題就是不能正確判斷出 跑一個結構時需要切割多少Mesh量以致於我會搞不
: 清楚收歛值設到多少就夠了
: 這問題之前學長也有跟我說過 但我想再多聽一些前輩們的建議
: 讓我可以有效利用時間去做研究............
: 謝謝各位前輩了
數值問題 (不限於電磁模擬或是 finite element 等數值方法)
其問題的切割量跟誤差不是反比關係，而是像一個上凹的拋物線
切割量不夠誤差大是因為切割無法反應真正問題的變化
切割量太大誤差會再提高是因為數值計算的誤差所造成的結果
所以切割數剛剛好就可以了，經驗上切割長度為波長的 1/10 到 1/20
就很合適；切割太細，付出的運算成本通常不值得改善的誤差量
要收斂到什麼程度才夠準，也會因為問題而大大不同
以 HFSS 來說，預設值已經有做以上的波長考量了；如果你現在要做
一系列類似的模擬時，你可以先在第一個模擬時，將 convergence 設定很低
(小於 0.001) 然後看模擬的收斂狀況
一個好的模擬頭兩三個的收斂可能會亂跳，之後會變小；如果有兩三
個都維持在差不多的誤差值，就差不多代表模擬的收斂底限，之後的模擬
就設定在比這值高一點點的地方便可以；收斂值應在 0.05 以下
如果你的收斂從頭到尾都一直亂跳，無法收斂， 99% 是你設定那裡有錯
最好暫停模擬回去檢查你的設定

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作者: shauching (Jovi Yang) 看板: comm_and_RF
標題: Re: [問題] 有關HFSS的版本差異以及切割Mesh量問題
時間: Fri Aug 31 01:33:41 2007

要判斷那個版本跑出來才對，
這樣比是會找不出真正的問題的！

畢竟8.0跟10.0版本光核心架構就不知道差多少了！
講這個不是說那個就一定準，舊版有其問題，所以才會有新版誕生。
況且10.0也有其極限，所以才有11.0的誕生。

要瞭解自己跑得對不對，很簡單，
拿一個模擬結果來跟量測作比對，當然這之中會牽扯，
BC設定, port餽入方式, 最後才是收斂(mesh freq.)的設定有何差異！？
我覺得最根本你要看的是究竟你的模擬模型是否與量測環境一樣！？
不可能做到一樣，對吧？ 但要看你的餽入機制是否所induce的return current
會有很大差異呢？ 我相信作被動元件的模擬，port設定位置或方式都會影響
並造成與量測結果無法作比擬比對。

個人覺得掃頻方式也是一個很重要的issue,
discrete? interpolation? 另外就是收斂條件也是一個關鍵，
delta_S=0.02? or smaller?
fixed(mesh) frequency要設在應用頻段附近或者掃頻範圍的最高點？
這兩者個差異是因為所解出來的互容值不一樣，所以你會看到天線的S11
共振點會跑來跑去，到底哪一個對呢？

當然mesh不夠是會造成諧振不夠準，但若mesh太多又會得到另一組解。
那哪一個對呢？ 回到最初說的，模擬是看一個趨勢，怎麼樣的設定
才會符合你所要求的，那這個條件設定是要由你自己判斷。
不然就是garbage in garbage out! 沒有一個可比對的，就會一直
卡在可能不是重點或者關鍵的地方。

所以很基本的，必須瞭解每一個設定其背後的基本電磁理論。
不需要很瞭解，但要知道怎樣的設定是合理的，是可以這麼走的！
再來就是多去揣摩一些範例或者別人的模擬設定方式，為何有些
東西可以這麼做，為何碰到不一樣的東西就要那麼設定才合理！

其實很根本的，基本的設定定義要清楚，再來就是要累積足夠的量測
樣本去支持這樣的設定是對的，甚至有信心說以後就是這樣做！
像BC、PML、收斂條件，掃頻方式，現在都有很多範例或者apllication note
可以參考，甚至是hfss full book就有很多好東西可以揣摩！

一點意見，僅供參考！

※ 引述《kuanfu (風之獵人)》之銘言：
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: 使用之中我兩個問題想來這裡請教各位前輩們
: 第一個問題是我如果先用10版跑完模擬後 再以同樣的設定與結構(掃描的頻率範圍一
: 樣 收歛值設一樣 同樣結構在8版重畫一次) 這樣下去跑
: 有時發現跑出來的結果會有差而且差蠻多的
: 之前請教學長有跟我提過說因為雖然一樣是HFSS一樣是用有限元素法為架構而寫出來的
: 但內部有些部份還是不可能完全相同 所以造成跑出來的結果有差異的情況發生
: 但我想多了解一下這種狀況發生的原因
: 這樣我都不知道該相信哪個版本跑出來的才是對的.........
: 而第二個問題是要怎麼正確去判斷跑一個結構時到底需要切割多少的Mesh量就夠了
: 我是知道跑一個結構時只需要切到相當程度的Mesh量就可以了
: 之後不管再增加多少Mesh量都不會對跑出來的結果有影響
: 這樣就達到結果收斂的情形了
: 收斂值設越低切的Mesh量就越多 但也吃越多記憶體跟硬碟空間而且會跑很久
: 如果沒有判斷出需要多少Mesh量就夠的話 會浪費不少時間又耗費電腦資源
: 所以我最大問題就是不能正確判斷出 跑一個結構時需要切割多少Mesh量以致於我會搞不
: 清楚收歛值設到多少就夠了
: 這問題之前學長也有跟我說過 但我想再多聽一些前輩們的建議
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