CST Studio Suite® — это высокопроизводительный пакет программного обеспечения для ЭМ-анализа в 3D, предназначенный для проектирования, анализа и оптимизации электромагнитных компонентов и систем.
Решающие программы для всего спектра электромагнитных полей доступны в едином пользовательском интерфейсе пакета CST Studio Suite. Эти решающие программы можно объединять для гибридной симуляции, что дает инженерам возможность эффективно и быстро анализировать целые системы, состоящие из множества компонентов. Совместное проектирование с использованием других продуктов SIMULIA позволяет интегрировать ЭМ-симуляцию в процесс проектирования и управлять процессом разработки с самых ранних этапов.
К наиболее распространенным предметам ЭМ-анализа относятся производительность и эффективность антенн и фильтров, электромагнитная совместимость и помехи (ЭМС/ЭМП), воздействие человеческого тела на электромагнитные поля, электромеханические эффекты в двигателях и генераторах, а также тепловые эффекты в устройствах высокой мощности.
CST Studio Suite используется в ведущих технологических и инженерных компаниях по всему миру. Это решение обеспечивает значительные преимущества на рынке, сокращая циклы разработки и затраты. Симуляция позволяет использовать виртуальное прототипирование. Можно оптимизировать производительность устройства, выявлять потенциальные несоответствия нормативным требованиям и устранять их на ранних этапах процесса проектирования, уменьшить количество необходимых физических прототипов и свести к минимуму риск ошибок и отзывов продукции
Antenna Magus — это программный инструмент для ускоренного проектирования и моделирования антенн. Проверенные модели антенн можно экспортировать в CST Studio Suite® из огромной базы данных, содержащей более 350 моделей.
Программное обеспечение Antenna Magus зарекомендовало себя как крайнее полезное приложение для инженеров-проектировщиков антенн и других специалистов, которым требуются модели антенн для размещения оборудования и/или исследования электромагнитных помех. Инженер получает возможность объективно подойти к выбору компонентов, что позволит создать хороший начальный проект и повысит эффективность антенны.
Создавая новую конструкцию или обновляя существующую систему, большинство инженеров-проектировщиков антенн начинают с хорошо известного элемента. Antenna Magus упрощает поиск альтернативных вариантов.
Во многих случаях специалисты начинают рассматривать другие варианты, только если существующий элемент антенны не соответствует новым техническим характеристикам после попытки адаптации и оптимизации. Часто выбирается один из первых рассматриваемых элементов, просто потому, что на выбор элементов затрачено слишком много времени, и начинать все с нуля невыгодно.
Информация об антеннах в Antenna Magus структурирована и стандартизирована, чтобы удовлетворить потребность в быстрой оценке множества элементов антенны и упростить сравнение различных элементов. В отличие от большинства литературных источников Antenna Magus выделяет уникальные и общие характеристики каждой антенны, упрощая сравнение антенн друг с другом и, что еще более важно, их сопоставление с указанными требованиями.
При первом проектировании антенны необходимо выполнить несколько базовых действий, прежде чем переходить к специфичной (нестандартной) части процесса проектирования.
Если вы знаете, с чего начать процесс проектирования, эти действия не вызывают затруднений, но зачастую начальная точка определена не очень четко. В опубликованных документах и руководствах может быть недостаточно информации для воспроизведения эталонных проектов и зачастую отсутствуют проверенные справочные результаты. Это означает, что специалисты тратят целые дни на ручную оптимизацию базовой структуры антенны, чтобы привести ее общие характеристики в соответствие со спецификацией.
Программное обеспечение Antenna Magus берет на себя эту утомительную работу, позволяя с первого раза создавать надежные проекты, соответствующие справочным данным. Каждая антенна тщательно исследуется, а алгоритмы проектирования проходят различные тесты и процедуры проверки, позволяющие убедиться, что они работают правильно для множества целей и их сочетаний.
Одним нажатием кнопки можно создавать проекты антенн для определенных целей, таких как усиление, расширение полосы пропускания и импеданс.
Оценка производительности
Функция оценки производительности позволяет быстро проанализировать спроектированную антенну и определить, подходит ли тот или иной элемент для окончательного проекта.
Поскольку топология и условия эксплуатации антенны известны, Antenna Magus может создавать некоторые аппроксимации, которые могут ускорить анализ и при этом обеспечить приемлемые результаты оценки производительности.
Функция экспорта в Antenna Magus позволяет уделять больше времени разработке антенны, поскольку освоение программного обеспечения для симуляции занимает меньше времени. Новые концепции и проектные замыслы можно быстро проверить. Начиная работу с готовых к использованию параметрических моделей, экспортированных из Antenna Magus, пользователи более эффективно применяют возможности поддерживаемых инструментов трехмерной электромагнитной симуляции. Модели можно комбинировать для быстрой реализации новых топологий.
Эффективное управление информацией положительно влияет на прибыль любой компании, поскольку сотрудники получают доступ к имеющимся знаниям.
До появления Antenna Magus не существовало системы управления информацией, разработанной специально для проектировщиков антенн. Из-за этого критически важная информация хранилась в бумажных документах, на CD/DVD-дисках или в виде физических прототипов на складе. Эти знания, представляющие собой годы опыта и работы, были не доступными или непригодными для совместного использования.
Программное обеспечение Antenna Magus было создано как система управления знаниями для согласованного управления всей этой информацией. Эта система позволяет инженерам хранить такую информацию, как документы, эскизы, алгоритмы проектирования, измеренные данные и модели, логически упорядочивать ее и получать к ней доступ. Структура системы управления знаниями одинакова для всех антенн в базе данных, что упрощает поиск информации и сравнение различных антенн. По мере получения дополнительных знаний о конкретной антенне можно легко расширить и улучшить информацию. После сбора информации можно легко (и безопасно) делиться ею с коллегами и другими заинтересованными лицами.
Программное обеспечение Opera Simulation — это программный пакет для анализа методом конечных элементов, который позволяет пользователям выполнять симуляцию электромагнитных и электромеханических систем в двух или трех измерениях. Opera дополняет существующий портфель SIMULIA EM расширенными возможностями низкочастотной симуляции, что очень важно для проектирования магнитов, электродвигателей и других электрических машин.
Opera включает в себя специализированные 2D и 3D-среды предварительной и последующей обработки для определения задач и анализа результатов. Графический интерфейс пользователя (GUI) предоставляет доступ к функциям, специально разработанным для электромагнетизма и мультифизического проектирования. Регулярно выполняемые действия можно запрограммировать в параметризованных файлах макросов.
Гибкость Opera и быстрая адаптация к требованиям пользователей позволяет успешно использовать это решение во множестве сфер в различных отраслях. Точность, обеспечиваемая решением Opera, имеет первостепенное значение при анализе однородности поля частей на миллион в медицинских устройствах или ускорителях частиц. Расширенные процедуры моделирования материалов и решения позволяют подробно исследовать устройства, содержащие постоянные магниты или сверхпроводящие катушки. Специализированные интерфейсные модули помогают пользователям выполнять сложные задачи симуляции и оптимизации высокопроизводительных двигателей, генераторов и трансформаторов.
Функции предварительной обработки включают:
После завершения симуляции постпроцессор Opera упрощает анализ результатов. Помимо отображения поля, температуры или напряжения, существует множество функций для подготовки и отображения производных величин в формах и единицах, знакомых пользователю (включая силы, потери мощности, накопленную энергию), а также для вычисления и отображения траекторий частиц через вычисленные электрические и магнитные поля.
Функции последующей обработки включают:
С помощью параметризованных шаблонов можно быстро настроить и проанализировать условия эксплуатации машин, моделей двигателя и генератора. В среду машин можно включить расширенную настройку моделей в соответствии с проектными требованиями пользователя.
Доступны следующие стандартные машины:
Можно выполнить стандартные проектные расчеты для получения полезных результатов, таких как обратная ЭДС, перегрузочный крутящий момент, крутящий момент нагрузки, кривые обрыва цепи и короткого замыкания.
Прямое соединение с Opera Optimizer позволяет улучшать и оптимизировать проекты в соответствии с требованиями пользователя.
С помощью трансформаторной среды можно автоматически определить, решить и подготовить модели трансформаторов и реакторов для оптимизации. Стандартный анализ включает в себя короткое замыкание, обрыв цепи и бросок тока. Выполняется анализ методом конечных элементов. Это означает, что точные результаты рассчитываются с использованием истинных нелинейных свойств и репрезентативных приводных цепей. В число автоматических выходных величин входят импеданс, сопротивление, силы и потери, а также обычные параметры отображения плотности магнитного потока и других величин. Эта среда интегрирована с Opera Optimizer, поэтому пользователь может автоматически оптимизировать такие параметры, как размеры сердечника, по диаметру болтов.
Стандартные результаты включают в себя следующее:
Существуют варианты решения для материалов, демонстрирующих следующие свойства:
Решение Opera упрощает проектирование электромагнитных и электромеханических устройств. Следовательно, его основная функция — низкочастотный электромагнетизм. Однако в качестве вспомогательных функций требуются другие физические характеристики, такие как структурное напряжение и термические параметры. Именно поэтому Opera является программным обеспечением для мультифизического моделирования. Анализы связаны между собой, и результаты передаются между различными физическими процессами. Свойства являются нелинейными. Таким образом, пользователь может выполнить электромагнитный анализ, передать потери в термический анализ, рассчитать распределение тепла, а затем выполнить последующий электромагнитный анализ с учетом температурных свойств материала. Это можно использовать в таких исследованиях, как потеря крутящего момента в двигателях с постоянными магнитами или исследования однородности в магнитах под нагрузкой.
Opera Optimizer — это программный инструмент, который помогает пользователям создавать оптимальные проекты. Он полностью интегрирован с Opera и позволяет быстро и легко исследовать возможные области проектирования для решения мультифизических проблем. В этом инструменте используется эффективный алгоритм оптимизации, который сочетает в себе детерминированные и стохастические методы, которые позволяют решать задачи одноцелевой и многоцелевой оптимизации.
Задачи оптимизации можно определить с помощью следующих данных:
Сам процесс оптимизации можно контролировать с помощью следующих средств: