關(guān)于CST的I求解器的精度問題
很少用CST的I求解器,最近計(jì)算一個(gè)穿越自由空間的傳輸問題,T求解器速度太慢,所以考慮用I求解器,但遇到了結(jié)果精度問題,在此請(qǐng)教大神。
1.首先是發(fā)現(xiàn)i求解器定義精度的地方起碼有三處,不太清楚都是什么精度,首先I求解器主界面上的一個(gè)數(shù)值,應(yīng)該是迭代的residual,點(diǎn)開special里面左上角還有一個(gè)有關(guān)精度的(手邊沒有cst,只記得下拉框1st low memory,2nd good accuracy什么的),右下角還有關(guān)于MLFMM精度的一個(gè)下拉框,當(dāng)然界面上還有一個(gè)復(fù)選框是使用雙精度也和精度有關(guān),這個(gè)明白,其他的2個(gè)關(guān)系到哪一部分精度不是很清楚。
2.采用i求解器默認(rèn)值主界面上1e-3,special里面左上角是1st,右下角mlfmm那個(gè)好像也是第一項(xiàng),計(jì)算設(shè)置好的模型(模型大致是兩個(gè)天線相向放置,中間隔開一定的距離,一個(gè)發(fā)射一個(gè)接受,求一個(gè)頻點(diǎn)的S21,類似耦合問題),I求解器默認(rèn)(auto)采用MLFMM算法計(jì)算,發(fā)現(xiàn)每次求解結(jié)果都不一樣,S21大概在-19dB左右,(我記得差別能有正負(fù)0.5dB,我認(rèn)為這對(duì)數(shù)值求解來說是不可接受的),每次迭代的次數(shù)(達(dá)到收斂條件)也不同,residual也不同。改成1e-4之后情況好了一些,再更改special內(nèi)的兩個(gè),一個(gè)改成2nd good accuracy(改成3rd后計(jì)算會(huì)很慢很慢),MLFMM精度改成high accuracy之后,結(jié)果穩(wěn)定了很多(和此前默認(rèn)精度的結(jié)果也有差別,大概-18dB),但還是會(huì)有變化,基本上在有效數(shù)字后4位了。我不太清楚CST的I求解器在什么地方有隨機(jī)性,才會(huì)出現(xiàn)這種每次計(jì)算結(jié)果都會(huì)有差別的情況。另:利用FEKO計(jì)算同一問題,默認(rèn)3e-3精度,每次的residual都不會(huì)變化,當(dāng)然結(jié)果也很穩(wěn)定。
3.使用direct MOM算法計(jì)算的結(jié)果在-14dB左右,和MLFMM差別較大,但結(jié)果很穩(wěn)定,每次計(jì)算結(jié)果都一樣。
4.i求解器的結(jié)果和t求解器的結(jié)果有一定差別,這個(gè)倒是可是接受,即使T求解器,網(wǎng)格劃分不同結(jié)果也會(huì)有所不同,另:FEKO計(jì)算結(jié)果和T求解器的倒是比較接近,在-18dB左右。
5.但是我進(jìn)行參數(shù)掃描(移動(dòng)其中一個(gè)天線的位置)觀察S21時(shí),用MOM算出的結(jié)果整體趨勢(shì)和T求解器得出的結(jié)果差別很大,根本無法接受(前提是T求解器的結(jié)果是正確的,經(jīng)過驗(yàn)證的),用MLFMM得到的結(jié)果雖然趨勢(shì)上和T求解器的結(jié)果相近,但S21較小的情況下差別還是較大,而且精度的MLFMM的結(jié)果,在明顯對(duì)稱的位置上得到的結(jié)果不一樣,低端有些震蕩趨勢(shì),不可信,高精度的雖然穩(wěn)定了,還是和T求解器有不小差別。
6.另外試了cst自帶的i求解器的例子,計(jì)算一個(gè)天線的s11,也會(huì)有這種現(xiàn)象。
注:以上仿真全部使用cst2011(忘了是sp幾了),默認(rèn)網(wǎng)格劃分(沒什么特別的結(jié)構(gòu),普通的喇叭天線),采用waveguide port饋電。
望大神幫忙給些解釋,謝謝。
沒人幫忙,看幫助文檔大概能了解一些這些精度代表什么,但還是不知道為什么每次計(jì)算都會(huì)不同
找到了feko參數(shù)掃描的方法,發(fā)現(xiàn)結(jié)果還是沒有cst時(shí)域求解器的結(jié)果好,明明該對(duì)稱的兩端數(shù)值不一樣,,比最大值低20db后和cst時(shí)域結(jié)果差別大一些,曲線有振蕩現(xiàn)象,不平滑,左右該對(duì)稱的不對(duì)稱,是不是積分方程算法就不適合這種問題呢?
另:還是不知道cst的i求解器為什么每次計(jì)算結(jié)果都不一樣
這種大尺度的天線耦合問題還就是MOM方法最適合。了解了各種算法的原理就好解釋你遇到的各種情況了。
I算法是高頻漸進(jìn)方法,采用SBR,彈跳射線方法,類似于光線的傳播和反射,射線條數(shù)和反射次數(shù)你是自己可選的,當(dāng)然條數(shù)越多,反射次數(shù)越多計(jì)算量會(huì)增大,但精度卻不一定就增加。這也是高頻算法本身的問題,你采用這種方法就應(yīng)該知道它可能的問題。
MLFMM是采用迭代方法求解矩陣方程,當(dāng)然迭代法的初始值和殘差都會(huì)影響最終的計(jì)算結(jié)果。
direct MOM是采用直接法求解矩陣方程,也就是對(duì)稠密矩陣直接做LU分解,這樣做雖然計(jì)算量大,占用內(nèi)存大但是精度能保證很高,并且解穩(wěn)定。
總之,必須根據(jù)你的問題和需求確定計(jì)算的策略。
首先謝謝回復(fù),等了好久,這幾天都沒時(shí)間看看
不過我還有些問題
1.這個(gè)問題尺度并不大,就是一個(gè)20dB的標(biāo)準(zhǔn)增益喇叭天線(我用的8.212.4GHz)加一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)開口波導(dǎo),對(duì)積分算法來說不算電大問題了,用T求解器比較慢是因?yàn)槲乙獢U(kuò)展出1m*1m的外空間
2.i算法(應(yīng)該是指我說的CST中的i求解器吧)不是高頻漸進(jìn)方法,A求解器才是
3.MLFMM是迭代求解的,“當(dāng)然迭代法的初始值和殘差都會(huì)影響最終的計(jì)算結(jié)果”這個(gè)我完全同意,但是我的意思是“在不改變?nèi)魏卧O(shè)置的情況下,MLFMM每次計(jì)算結(jié)果都不一樣”
4.MOM的直接解法你的觀點(diǎn)我也同意,但在試驗(yàn)我的問題時(shí),穩(wěn)定但不正確。
謝謝
問題1:和 FEKO對(duì)比,I求解器的三個(gè)精度設(shè)置意義分別是收斂終止條件、變量單精度雙精度運(yùn)算(關(guān)乎內(nèi)存占用,和編程中單精度和雙精度一個(gè)概念,一般采用單精度就夠用了),另外一個(gè)關(guān)乎網(wǎng)格數(shù),準(zhǔn)確度越低支持的網(wǎng)格步長越長,計(jì)算時(shí)間相對(duì)越短。這些前兩個(gè)FEKO中均有體現(xiàn),而準(zhǔn)確度的設(shè)定在FEKO的版本更迭中隱含了。
問題2:這個(gè)問題理論上不應(yīng)該出現(xiàn),我想知道樓主是采用的遠(yuǎn)場(chǎng)源還是帶結(jié)構(gòu)進(jìn)去算的,如果遠(yuǎn)場(chǎng)源的話應(yīng)該不會(huì)有此問題。關(guān)乎算法本身,I求解器沒有采用混合算法,這種電尺寸的問題建議采用時(shí)域求解,I計(jì)算電大尺寸的,另外如果結(jié)構(gòu)中有腔體或者能量多次反射的情況下使用MLFMM是不合適的,這是算法的缺陷,不是軟件問題,這種問題無論是CST的I還是FEKO都算不準(zhǔn)。還有計(jì)算天線耦合度的時(shí)候在-19dB有0.5dB左右的偏差工程上是可以接受的吧?
問題3:直接矩量法的話計(jì)算要仔細(xì)設(shè)置網(wǎng)格(FEKO中也一樣),網(wǎng)格模型變化的話,算出來的結(jié)果會(huì)變化的,我覺得直接矩量法的話網(wǎng)格不妨密一點(diǎn),默認(rèn)的一個(gè)波長剖三個(gè)網(wǎng)格精度不夠
問題4:這些算法都需要設(shè)計(jì)師介入網(wǎng)格劃分,而不是HFSS或者CST的F求解器傻瓜自適應(yīng)加密就行了的,網(wǎng)格模型的變化難免會(huì)導(dǎo)致計(jì)算效率和結(jié)果變化,這個(gè)要靠經(jīng)驗(yàn)積累的,目前我也在學(xué)習(xí)
問題5:天線相對(duì)位置的變化結(jié)果發(fā)生變化,根本上就是耦合強(qiáng)度的變化,算法在求解各天線的方向圖的準(zhǔn)確性(不僅僅是主瓣區(qū)域,包括電平較低的旁瓣和尾瓣),我覺得不妨用時(shí)域來算,和之前模型一樣,不同的求解器求解應(yīng)該可以相互驗(yàn)證的。