CST MWS里面瞬态求解器的设置-accuracy的设置

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CST MWS里面瞬态求解器的设置-accuracy的设置 (1)一般的理论验证或者仿真将其设置为多少?-30dB (2)如果是做一些实际的产品,又设置为多少?-60dB (3)还是根据具体的模型或产品要求,自己选择适当的档,怎么判断? (4)精度设置的越高-80dB,计算的时间越长,也就是效率不是最佳,怎么设 置才能达到最佳设置? (5) Accuracy 这个参数对仿真结果(S 参数)有什么影响?为什么? (6)Accuracy 这个参数对仿真时间有什么影响?为什么? (7) “精度”的定义是什么? (8)在CST MWS 中要得到“准确的”仿真结果,最重要的参数是什么? (9)在CST MWS 仿真中,“最佳”的定义是什么?
一飞 L Requiremen -1G 图3 可以看到,100-1000MHz之间的数值几乎完全一致,但是明显可以观察 到低频部分(0-100MHz)的差别。-30dB情况下,低频部分的回波损耗值很 小,因此被“淹没”在数值噪声之中了。在-80dB的情氿卜,数值噪声的水平被进 步降低,因此能把很微弱的信号从噪声中提取出来。 9. Accuracy对S参数的影响,即该参数只影响S参数中“很小的数值”的“准确 性”。对于已经能从数值噪声中被分辨出来的数值,降低 Accuracy的数值不能再 进一步提高“准确性”。而且,这个参数完全不影响数值的“正确性”,例如谐振点 烦 l0 Accuracy决定仿真数值噪声的水平,因此参数值越低,求解器需要更长的 时间将模型屮的能量消逝出去 11.说到“精度”,个人觉得很多人都在乱用这个定义。在物理学里,描述一个测 量值和理论真值的接近程度使用两科参数:准确度和精密度。在仿真里,个人认 为绝大多数人所说的“精度”其实都说的是“准确度”(注意,不是上面我们所说的 accuracy这个参数)。 CST MWS中,决底仿真先男和论真值的按近思度的 只众认风趔分叭网格化分得越细致,仿真结果就越接近理论真值 12.所以,如果追求的是仿真结果接近“理论真值”,需要关注网格划分是否合 理,和求解器里的 Accuracy参数无关。 3.在仿真中,没有“最佳”这种概念,有的只是“合理”。想得到更准确地结果, 需要消耗更多的硬件资源和仿真时间:想要节省资源缩短仿真时间,必定要牺牲 仿真结果的准确程度。因此,仿真需要考虑的只是如何平衡这两方面的需求,做 到合理即可。 14.我个人认为 Accuracy对S参数的影响,我仿真过的一些模型, (1)对于简单模型而言,其S参数曲线在-30dB,-40db,-60dB的曲线一样, 这是在不自适应网格的情况下的结果,个人认为这种简单模型不能说明 Accuracy对S参数的影响, (2)对于复杂的模型而言,有的模型的S参数曲线在-30dB,-40dB,-60dB -80dB下的曲线完全不一样,这也是在不自适应网格的情况下,对上述(2)里 面的结果比对,哪一个更好?,那是不是其绝对值越人的数,结果更为可信,但 是吋问会相应的增加很多,这样就不是很合理,这一点我也不是很明白,个人会 采用更高 accuracy值得结果曲线。 (3)对于简单模型或者复杂的模型,先采用自适应网格加密,然后在 accuracy 的参数选取其他的值,其结果相差不是很大; 付于上述情况的分析,个人认为在(3)这种情况下,对 accuracy的不同参数值 进行结果和时间比较,选取一个比较合理的参数值 15.对于说到“精度”,个人觉得很多人都在乱用这个定义。在物理学里,描述 个测量值和理论真值的接近程度使用两种参数:准确庋和精密度。在仿真里, 个人认为绝大多数人所说的“精度”其实都说的是准确度”(注意,不是上面我们 所说的 accuracy这个参数)。 CSTMWS中,决定仿真结果和理论真值的接近程 度的因素只有一个:网格划分。网格化分得越细致,仿真结果就越接近理论真值。 16.对于这个问题: Delta s是指在 Adaptive mesh refinement里的 delta s, 它是关系到网格化分细致与否的问题。 delta s可以手动设置,默认设置是0.02 如果需要很高的精度(或者说是准确度)也可以设置为902或9001之类的 当然这样仿真的时间将会很长,以牺牲时间为代价, numbers of pass的值也可 以相应设置大一点,个人认为这和HFSS软件里面的设置及原理差不多 17.对于我开始提出的问题,就是怎么设置才能达到一个好的结果,即就是 个合理的设置,个人认为可以按照2.里面的方法进行。 8.我想先强调一下我的一个观点:仿真结果是否正确,唯一的判定原则就是 网格划分,与 accuracy这个参数无关 19.如果是简单的模型,很可能模型本身不存储能量(无谐振)。假设这个模 型在一个脉冲时间之内剩余能量就已经耗散至输入能量的-60dB以卜,那么 accuracy设置多少没有任何区别 20.如果是复杂模型,模型有可能带有谐振,模型有可能有很长的传输长度 在能量耗散缓慢的前提下,在不同的数值噪声水平结束仿真就会引入不同程度的 截断误差,导致S灸数典线众失不积的纹。楼主提到你的“复杂”模型,并 没有说明是什么样的复杂模型,并没有说明能量耗散得慢的原因何在,并没有说 明“曲线完全不一样”是什么样的“完全不一样”,并没有说明极大值(最大值)数 值或者谐振点频率是否改变。因此,这里只能说,对“复杂"模型调整 accuracy 只是改变了截断误差,变更了仿真时间。没有网格的相关信息,哪一个结果都没 有“可信度”, accuracy对仿真结果的“正确性与否没有任何关系 21.对模型使用自适应加密,这属于网格的范畴。运行过自适应加密并且完成 运算,说明软件已经判定网格划分凵经达到要求,对亍给定的模型以及参数设置, 仿真出来就应该是这样的数值。换句话说,仿真结果的“正确性”已经有了保证 在这个前提下,改变 accuracy不会进一步提高“正确性”,改变的仍然只是截断 误差对S参数曲线的影响而以 22.在自适应网格优化中可以手动修改 delta s,这影响自适应优化结束的条 件。毕竞网格优化时系统资源的消耗并不是完全线性増长的,加密次数越多,消 耙的资源增长的就越夸张。因此,这仍然是一个平衡的问题:在增加网格数目接 近理论真值和节省系统资源之间寻找平衡点。以个人的经验,没必要调整这个参 数值 23.以我个人的经验,要得到妖铁果妖妖灰网格炒众氦灭呢,这 才是最重要的。 Accuracy这个参数就是用来控制仿真时间的,计算得“对”与“错” 与它无关。 24.调整 accuracy改变了截断误差,变更了仿真时间,改变的是截断误差对S 参数曲线的影响 I he iqnas C,5 otn 0,5 ===a=== ====L==,,==,,===== 图4输入信号 (1)图1中一个四端口的网络,图中的信号是,一端口输入,四端口输出的端 口信号,头用30联的戏叭灰巩50波减狽是其有 焦馬过的减信选成1态数不完地就选成典线不 Time sici C.0n1 0,005 ---- -0.0005 -0.001 10 15 Tme/ns 图 2)图2显小的是-80dB的 accuracy的o4,1的端口信号,这个信号最早完成 拔具灰坂就具把150x1水的烷易肉接取从 成30B<60B的以的4执典线 Time signals C,001 04,1_80 0,005 C -0.0005 -0.001 10 15 20 Tme/ns 3)因为我关注的是S41的结果 (4)对于图3中数据就是改变 accuracy的值,造成S41参数曲线不一样 5-Parameter Magnitude in dR S4,11 S4,130 S4,180 7c 1.6 2.5 2.8 Frequency/GHz 图7 (5)同样的情况下,当加上自逗应网格后,采用不同的 accuracy参数值,同样 造成S41参数曲线不一样,在此我就不贴这张图了 Field Energy /dB Energy[1:-4.9247287 Energy [11 -50 100 -150 3.7535 10 15 Time/ns 图 25. Accuracy截断仿真参考值是 field energy,并不是 time signal,用time signa并不能解释 accuracy的工作原理。通过S参数的图推算仿真频率宽度是 1GHz,假设模型的输入信号是高斯信号,那么推算输入信号应该是3.55纳秒 时间长度 26,推测在 accuracy为30dB的条件下,到115ns时系统内的残余能量(fed energy)已经小于-30dB,但是电磁场能量只有一部份传输到端口4。此时 steady state monitor截断能量的消逝,我认为说“截断4端口的输出信号”是不严谨的。 27.在 accuracy为-80dB的条件下,到11.5纳秒时,信号仍然只有一部分传 输到端口4,但是这时系统内的残余能量只是-30dB的水平,没有达到 steady state monitor的要求,因此能量继续消逝。同时输入信号传播到端口4的部分继 续由端口4输出,到17纳秒时信号才完全到达端口4。到23纳秒仿真终止,有 可能是残存能量小丁-80dB,也有可能是达到 maximum solver duration(楼主 没有提供相关信息,无法准确判断)。 28·如果要准确地判断,成该状水币egy的k项是esgy 过e贱反职Rce:eU炸規w 29.针对这个模型, time signal告诉我们模型端口4的输岀信号很小,峰值也 不过-54dB,但就只看着一个参数的话,把 accuracy设置为过高的数值(比如 30dB),这个输出能量只能被淹没在数值噪声中。这就是我在最前面提到的, 很低的 accuracy数值可以把“小信号”从数值噪声中分辨出来。 30.“即该参数只影响S参数中“很小的数值”的“准确性”。对于已经能从数值噪 声中被分辨岀来的数值,降低 Accuracy的数值不能再进一步提高“准确性"。"楼 主的贴图正好印证了这个说法。S41本身已经是很小的数值, accuracy设置过 高就无法保证小信号的准确度。当信号已绎可以从数值噪声中被分辨岀来的时 候,以楼主贴图的范例:60dB和-80dB的情况下, accuracy已终不会在显著 的影响结果的准确度了,两条曲线已经很接近了 31.自适应与否牵扯的是仿真结果是否接近理论真值的问题,和 accuracy不 相关。 32.具体问题需要具体分析。 (1)以图7为例,如果感兴趣的参数就是S41,如果感兴趣的频率范围就是 1.6-2.6GHz,那么-50dB以下的数值决定了“要想得到准确的'S41模值就必须 使用偏小的 accuracy设置”。这是由你的这个模型的特性决定的。 (2)如果是我来处理,我会考虑先在低网格数的情况下尝试不同的 accuracy 设置,对比得到的S41,保证S41曲线的“止确性”。比如尝试从-20dB到-80dB, S41的变化应该像-60dB和-80dB那样基本不变,不能出现-30dB的情况。还 可以继续尝试-50dB、-40dB等等,直到找到能保证曲线相似性的最大设置值。 接卜来在这个 accuracy的前提下,再进行网格优化 以上是自己的些看法,不值准确与否,难免有很多错误,希望大家批评指正, 仅供参考; 本文的完成感谢微波仿真论坛的管理员 h e f ang的详细解答, czar 1 n 2011-11-14

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