了解一下，CST 软件的 TLM 求解器
TLM 是三维全波电磁算法的一种，在 CST 中和 T-solver 一样都属于时域算法，互相补充。更多请见【零基础】CST 软件发展历程—完备的技术。CST 于 2008 年将 TLM 求解器收购。由于 TLM 求解器支持一些特殊的材料和结构，比如压缩模型，二维材料，而在 EMC 仿真中常用这些特殊材料和结构将系统简化，TLM 便派上用场。当然，在天线，PCB，生物模型 SAR 仿真方面，TLM 也表现很好。TLM 在这里我们用 CST 宏自带喇叭天线为例，默认为时域 T-solver，也就是 FIT 算法，单击 Mesh View 查看网格，网格数约 7.7 万左右。
在 GlobalProperties 下，转换成 TLM 的网格，也就是转换成了 TLM 时域求解器。
全局网格设置界面和时域 Hexahedral 网格一样。TLM 网格加密重点在于这个界面下的 Specials，我们等下解释。这里我们使用默认设置，关闭界面。这时再查看网格 MeshView 会发现没有变化，因为 TLM 网格会在求解器运行同时自动更新。点击 T-solver 时域求解器，再次确定 Meshtype 已经自动选择 TLM，然后开始仿真 Start。
仿真结束后，去到后处理 Post-processing 旁边的 logfile，可查看 TLM 的 cell lumping 功能自动节省多少网格数，这里是 70%左右，也就是说 TLM 实际使用网格数为 2 万左右。不同的模型网格减少量略有差别，大多数结构都能减少 70%-90%，甚至 90 以上，相应的仿真时间也会减少。
这时再重新点击 MeshView 查看网格，可见 TLM 网格是结构附近树状聚集（octreemesh）。由于 TLM 也支持最新的 PBA 技术，任何斜面曲面都能完美识别和计算，具体表现为变形的近结构网格。
看一下结果 S11,这里我们快速转换成 FIT 和 FEM，用默认值仿真和 TLM 一起作比较，可以发现在没提高精度的情况下，S11 在 8-10GHz 还是有 1dB 左右的差别。
接下来我们简单提高一下 TLM 计算的精确度，其他设置当然包括求解器精度，边界条件精度，材料精度等，这里我们只讨论一下网格。在 Mesh Global Properties 的 Specials 网格特殊设置，大多设置和时域频域求解器一样。TLM 加密重点在 Discretizer 界面：
Limit octree cellsize near to model to: 近结构的网格尺寸，默认为 Mesh Global Properties 设置的最大 Hexahedral 网格, 也可以手动定义绝对值。
Cell sizesmoothing ratio: 网格尺寸过渡比，有效范围 2-5，默认为 4，加密推荐 2 或 3。
Limit cellconnects to 2:1：勾选会限制连接某个网格的网格数量为 2，不勾选默认允许到 5。此数量比和尺寸比可一起使用，确保网格平滑和精确，推荐常使用。
Point accuracyenhancement：内部三维结构处理和计算矩阵使用，默认为 0%。100%意味着最高三维处理，但求解过程变慢。如果网格划分遇到问题，或结构棱角细节精细，可适当调高，比如 50%。
PBA 设置，推荐常使用。
Maximum timestepreduction factor：由于太小的网格会影响时域计算的 time step，一般用默认的 2 就行。
在分别加密和提高精度后，可以很容易得到三个不同算法的同样结果，S11 误差控制在 0.3dB 以下；另外部分远场数据比较也基本相同。这里我们案例相对简单，其实更复杂的天线和系统的 TLM 仿真结果也被 CST 的技术人员和很多 CST 用户验证过，表现都很不错。当然，TLM 不是万能的，也不能完全替代 FIT，本文重点是帮助大家了解和使用 TLM。
【推荐内容】
分享实用的仿真技巧~ 2023-05-11 加入
专为企业/科研/教育客户提供CAE仿真软件方案
评论