ANSYS HFSS 历届版本功能更新与算法案例整理
HFSS 各版本新功能要点及算法代表案例
（Update to 2019R3 from v12）
目 录
1. HFSS新版本功能要点 .................................................................................................................. 1
1.1. 2019R3版本新功能要点（2019） ....................................................................................... 1
1.2. 2019R2版本新功能要点（2019） ....................................................................................... 4
1.3. 2019R1版本新功能要点（2019） ..................................................................................... 14
1.4. R19版本新功能要点（2018） ........................................................................................... 23
1.5. R18版本新功能要点（2017） ........................................................................................... 29
1.6. R17版本新功能要点（2016） ........................................................................................... 43
1.7. R16版本新功能要点（2015） ........................................................................................... 49
1.8. R15版本新功能要点（2014） ........................................................................................... 56
1.9. R14.5版本新功能要点（2013） ........................................................................................ 62
1.10. R14版本新功能要点（2012） ....................................................................................... 64
1.11. HFSS 14.x 版本新功能要点（2011） ............................................................................ 69
1.12. HFSS 13.x版本新功能要点（2010） ............................................................................ 71
2. 算法及典型案例 ........................................................................................................................... 75
2.1. 有限元算法（FEM） ........................................................................................................... 75
2.2. 积分方程算法（IE） ........................................................................................................... 76
2.3. 高频算法（PO，SBR） ...................................................................................................... 77
2.4. 混合算法（FEBI，IE-Region） .......................................................................................... 80
2.5. 域分解算法（DDM，FA-DDM） ...................................................................................... 83
2.6. 时域算法（Transient） ........................................................................................................ 85
2.7. 特征模算法（CMA） .......................................................................................................... 85
3. HPC加速方面的改进里程碑 ...................................................................................................... 87
3.1. 宽频带扫描 ........................................................................................................................... 87
1. HFSS 新版本功能要点
HFSS 软件自1989年发布以来，经历了三十多年的发展，十几个大版本的更迭，已经形成了三维全波电磁场仿真领域的行业标尺工具，具有精度高，效率高，应用范围广的诸多优点。
这里将HFSS软件从v13版本（2010年底发布）开始，到最新的版本ANSYS 2019R3 版本（2019年1月发布）为止的重要新功能进行了简要罗列和总结，供新版本升级以及仿真技术的调研和学习参考。
1.1. 2019R3 版本新功能要点（2019）
1) 三维空间有关材料参数支持
支持工程级别的三维空间数据集，材料参数采用三维数据集插值模型。
2) 求解器提速：分布式离散扫频的动态分配（Beta）
自从HFSS转向MPI实现并行加速之后，就只支持分布式离散扫频的静态分配 算法，动态分配算法是任务完成一个频点计算之后，从任务队列中领取下一个频点 任务，可以实现更好的任务负债均衡，从而提升效率。
3) 基于三维部件的非周期阵列天线模拟方法（Beta）
通过三维部件方法，可支持多种阵列单元类型；
单元之间交接可支持非共形的网格界面；
可自动实现部件网格的不相关性处理；
4) SBR+计算RCS时全面支持爬行波模型
仿真计算和后处理均支持爬行波的考虑，可通过滑块调节非规则表面的拟合容差。
5) SBR+的源模型支持改进
支持参数电流模型，天线各参数可实现参数化设置。
支持有限大阵列模型作为源天线链接，为物理单元和虚拟单元均可创建其端
口。
6) EMIT整合
射频系统全面整合成统一的EMIT设计类型。流程和易用性得到改进：
1.2. 2019R2 版本新功能要点（2019）
1) 更快速的自动求解设置
用户只需要输入最少的输入，HFSS软件采用专业知识系统确定最佳的网格划分策略，从而实现更高的交互效率。用户输入的信息包括频率扫描，以及速度/精度倾向，用滑块设置选择更高速度，还是均衡，还是更高精度。
5G 智能手机案例：48 个激励，用32 核, 512 GB内存仿真. 自动高性能计算，
研究阵列波束扫描角对关键板迹线眼图的影响。
2) 新的容差网格剖分器：TAU Flex（Beta）
有限元法的几何网格挑战主要是需要通过严格可靠的有限元法，模拟中包含每个细节。然而，几何结构并不总是“干净的”，因为模型格式的兼容性，CAD建模的规范及习惯都会影响到模型的质量。
这种新网格剖分技术可以处理复杂的和“恶劣的”几何结构，在优先区域中实现完全精确网格，从而放宽在用户定义的非关键区域的要求。
可向用户提供初始网格反馈，使用户意识到问题区域并帮助用户做下一步决定，强调被修改的几何体的区域，检查错误和警告以验证网格剖分等。
该方法对导入的外部脏模型，具有突破性的网格划分能力，速度上有显著的提 高，是提高解决复杂工程问题效率的必要手段。
3) 场恢复计算加速
对于具有多端口的设计，场恢复非常重要。该版本软件对这部分内核算法进行了优化以进一步提升性能。
4) HFSS 3D 中的Circuit Port
该端口方式易于定义，选择两个平行的边Edge，Assign Excitation-> Circuit Port，可以修改为集总端口，Circuit Port可以“连通”导体。
5) HFSS SBR+中加速的多普勒运算
ADAS & NF 雷达场景模拟仿真的迅猛提速，支持的雷达种类包括：
Chirp-sequence
FMCW
Pulse-Doppler MIMO
基于系统性能规范的设置，处理和激活距离-多普勒图，需要 HFSS 和 SBR+ 求解器许可。
雷达性能参数的直接进入，自动的仿真设置，频率扫描，相干处理间隔。
6) 支持N端口天线模型的Gain与Self-coupling链接
在天线安装布局仿真工作流程中，链接HFSS天线的Gain与Self-coupling，作为SBR的激励，Gain可用于天线布局和耦合仿真，Self-coupling 可用于双模天线的自耦合仿真(例如：雷达)。
由此，构建基于汽车雷达的ANSYS仿真流程，实现ADAS系统解决方案。
7) HFSS SBR+爬行波CW应用于RCS & Radar
曲面RCS计算时，考虑爬行波影响，以增加保真度，即将电流延伸到目标背面，考虑照亮边缘区域的衍射，是业界首创RCS仿真中加入爬行波模拟功能。
8) EMIT中的新功能
支持加入外部标准文件的耦合数据
包括EMIT示例项目，详细的PDF文档/教程
用户体验增强包括 : Analysis & Results 窗口的设置在退出时保存，改进了组件配置对话框的默认外观。
9) Modelithics 3D 组件库
18 New 3D Components from Modelithics（https://www.modelithics.com/），Licenses from Modelithics required to run。
Free Trial Licenses for Modelithics 3D Components @（https://www.modelithics.com/mvp/hfss）， Click on component logo in 3D modeler to launch website
10) 增加SAR认证IEC62704 FEM 标准 (Beta)
采用IEC62704 -4 比吸收率标准。
11) 微放电求解器（Beta）
新增一个高级有限元法带电粒子跟踪求解器——微放电求解器（Multipaction Solver）。该求解器易于设置，类似于后处理。步骤包括：
添加电荷区域charge region
添加SEE边界secondary electron emisson
添加求解solution setup, 链接到discrete sweep
添加 Maxwell DC Bias Links，考虑抑制微放电的探索研究。
12) HFSS 云仿真：ANSYS Cloud
桌面可直接提交云平台进行仿真加速，设置非常方便。
详细内容请见附件
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