PhySim网格助力获得准确、高效的多物理场解决方案

2024-07-29 08:54:47来源:芯瑞微

什么是网格剖分?
网格剖分就是将给定的几何区域离散成有限个基本几何形体的组合,这些基本几何体被称为单元。对于二维平面和三维曲面,基本几何体通常采用三角形和四边形;对于三维区域,基本几何体通常采用四面体、四棱锥、三棱柱和六面体。

网格的重要性
手机发热、金属形变、电磁波干扰等众多物理现象均可通过偏微分方程进行描述。为深入理解这些物理现象的规律,我们需获取偏微分方程的解。然而,在大多数情况下,我们很难直接获得这些偏微分方程的解。随着计算机技术的发展,有限元法、有限差分法、有限体积法等数值方法被用于求解这些偏微分方程,其中有限元法的应用最为广泛。 有限元法的工作原理是将微分方程转化为等效的积分方程,再利用网格的节点和单元进行插值和积分得到线性或非线性的方程组,求解方程组就可以得到数值解。网格类型、网格密度、网格质量都会影响数值解的精确度。因此,网格剖分在有限元仿真模拟中,有着至关重要的作用。

PhySim网格类型

网格会影响数值仿真的精度、收敛性和计算效率。PhySim提供稳定、高效、智能的网格剖分软件,可为多物理场仿真生成最可靠的网格。

01 Tmesh

Tmesh是基于3D Precise Mesh的API和自主研发的网格剖分流程,可以更加精确的逼近结构的几何外形。与一般的常规网格剖分软件相比,它的稳定性更高,显著提升了复杂三维实体结构网格剖分的成功率。

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02 Pmesh

Pmesh (Polygon mesh)是针对PCB结构的高效稳定网格剖分软件,是2.5D网格剖分工具,输入为2.5D模型。2.5D模型包含多个分层,每层由多个多边形组成。

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03 Smesh
Smesh (Slicing mesh)是针对三维超大复杂模型高效可靠的网格剖分工具,主要用于常规网格剖分方法无法成功进行剖分的几何模型。Smesh首先将三维模型转为微2.5D模型,从而降低问题的复杂度,再利用Pmesh对2.5D模型进行网格剖分,得到用于仿真模拟的网格。

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输入几何模型

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输出网格模型

04 LTmesh
LTmesh (Local tetrahedral mesh),复杂结构的高效稳定共形网格剖分模块,是2.5D模型四面体网格剖分工具。LTMesh可以有效解决Pmesh共形网格规模过大的问题;同时,这种局部化的网格剖分方法在原理上可以提高网格剖分的成功率。

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05 iMesh

PhySim独有的iMesh网格自动剖分专利:

基于设计自适应确定最佳网格尺寸,构建最佳初始网格;

关键点技术最大程度做到共形网格;

无法共形的区域进行逐格修正,精细化控制网格参数;

iMesh自动识别网格短路位置并进行加密以规避网格短路问题;

自动调整网格比例,规避数值发散问题。

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