SS-T：4200 电磁学分析

教程级别：高级版在 SimSolid 中为 T 型块体模型创建 S- 参数和模态电磁学分析。波导 T 型块体是一种 3 端口装置，用于在波导系统中划分或组合功率。在本教程中，我们使用的是 H 平面波导系统。

目的
SimSolid 执行无网格结构分析，适用于全功能零件和装配，容忍几何缺陷，并在几秒钟至几分钟内运行。在本教程中，您将执行以下操作：
  • 学习创建电磁学分析
模型描述
本教程需要以下模型文件：
  • electromagnetics.ssp
图 1. T 型块体模型


打开项目

  1. 启动新 SimSolid 会话。
  2. 在主窗口工具栏中，点击 Open Project 。
  3. 在打开项目文件对话框中，选择 electromagnetics.ssp
  4. 点击OK。

定义介质材料

  1. 在menu bar中，点击设置 > 材料数据库。
  2. 在对话框中，右击通用材料文件夹，然后从上下文菜单中选择添加材料。
  3. 将材料名称输入空气。
  4. 对于密度，输入 1000 kg/m3。
  5. 输入电磁材料属性。
    1. 对于相对电容率，输入 1。
    2. 对于相对磁导率，输入 1。
  6. 点击施加。
  7. 点击保存。

分配材料

  1. 在Project Tree中，点击 Assembly workbench。
  2. 在Assembly workbench中，点击 Apply materials。
  3. 从通用材料列表中选择 Steel。
  4. 点击 Apply to all parts。
  5. 点击 Close。
在Project Tree的Assembly workbench中，将识别每个零件的材料属性。

创建 S-参数分析

  1. 在主菜单工具栏上，选择 电磁学 > S-参数。
  2. 在设置对话框中，输入下限 [Hz] 为 14e9，上限 [Hz] 为 16e9。
  3. 将频率点数设置为 3。
    这将创建一个频率跨度，范围为 14GHz 到 16GHz，增量为 1GHz。
  4. 点击确定。
    新的 S-参数分析将显示在 Project Tree 中。

定义波导端口

  1. 在 Project Tree 中，选择S-参数子工况，打开 Analysis Workbench。
  2. 在 Analysis Workbench 中，选择 波导端口。
  3. 在波导端口对话框中，选中下图所示的面，并功率值保持为 1W。
    图 2.


  4. 点击施加。
  5. 对两侧的另外两个面重复步骤 2-4。
    注： 每个波导端口只可选择一个扁平矩形面。
    图 3.


创建理想电导体 (PEC)

  1. 在 Analysis Workbench 中，选择 理想电导体。
  2. 在理想电导体对话框中，选择未施加波导端口的其余面。
    提示： 按住键盘上的 Ctrl 键并拖动选择整个模型，SimSolid 会自动跳过已施加波导端口的面。
    图 4.


  3. 点击确定。

编辑求解设置

  1. 在 Project Tree 的分析分支中，双击求解设置。
  2. 在求解设置对话框中，对于适配，在下拉菜单中选择全局。
  3. 点击确定。

运行分析

  1. 在Project Tree中，打开Analysis Workbench。
  2. 点击 Solve

查看结果

在Analysis Workbench中，点击 结果图 > 电场 > 电场强度。
图例窗口会打开并显示云图。活动端口窗口将打开，显示提取的不同频率列表，选择波导端口使其处于活动状态。
图 5.


绘制 S- 参数

  1. 在Analysis Workbench工具栏中，选择 S- 参数。
  2. 在 S- 参数对话框中，选择输入端口为波导端口 1，输出端口为波导端口 2。
  3. 选择响应类型作为幅值，然后点击显示即可绘制 S- 参数图。
    注： 用户还可以用 dB 标度绘制幅值，并绘制不同类型的响应类型。


创建模态电磁学分析

  1. 在主菜单工具栏上，选择电磁学分析 > 模态电磁学。
  2. 在“设置”对话框中，输入 9 作为模式数量。
  3. 点击确定。
    新的模态电磁学分析将显示在项目树中。

创建理想电导体

  1. 在Analysis Workbench中，点击 理想电导体。
  2. 在对话框中，选择模型的所有面。
    提示： 按住键盘上的 Control 键并拖动，选择整个模型。SimSolid 将选择模型的所有面。
图 6.

编辑求解设置

  1. 在项目树的分析分支中，双击求解设置。
  2. 在“求解设置”对话框中，从适配下拉菜单中选择全局选项。
  3. 点击确定。

运行分析

  1. 在Project Tree中，打开Analysis Workbench。
  2. 点击 求解。

查看模式

  1. 在Analysis Workbench中，点击 结果图 > 电场 > 电场强度。
    图例窗口会打开并显示云图。模式窗口会打开，并显示模式列表。
  2. 查看模式。
    1. 选择频率 (Hz) 窗口中的模式。
    2. 选择不同模式，查看模态形状。
图 7.