TLM求解器
TLM 是三維全波電磁算法的一種，在CST中和T-solver一樣都屬于時(shí)域算法，互相補(bǔ)充。
CST于2008年將TLM求解器收購。由于TLM求解器支持一些特殊的材料和結(jié)構(gòu)，比如壓縮模型，二維材料，而在EMC仿真中常用這些特殊材料和結(jié)構(gòu)將系統(tǒng)簡化，TLM便派上用場。
當(dāng)然，在天線，PCB，生物模型SAR仿真方面，TLM也表現(xiàn)很好。TLM在這里我們用CST宏自帶喇叭天線為例，默認(rèn)為時(shí)域T-solver，也就是FIT算法，單擊Mesh View查看網(wǎng)格，網(wǎng)格數(shù)約7.7萬左右。
在GlobalProperties 下，轉(zhuǎn)換成TLM的網(wǎng)格，也就是轉(zhuǎn)換成了TLM時(shí)域求解器。
全局網(wǎng)格設(shè)置界面和時(shí)域Hexahedral網(wǎng)格一樣。TLM網(wǎng)格加密重點(diǎn)在于這個(gè)界面下的Specials，我們等下解釋。這里我們使用默認(rèn)設(shè)置，關(guān)閉界面。這時(shí)再查看網(wǎng)格MeshView會(huì)發(fā)現(xiàn)沒有變化，因?yàn)門LM網(wǎng)格會(huì)在求解器運(yùn)行同時(shí)自動(dòng)更新。
點(diǎn)擊T-solver時(shí)域求解器，再次確定Meshtype已經(jīng)自動(dòng)選擇TLM，然后開始仿真Start。
仿真結(jié)束后，去到后處理Post-processing旁邊的logfile，可查看TLM的cell lumping功能自動(dòng)節(jié)省多少網(wǎng)格數(shù)，這里是70%左右，也就是說TLM實(shí)際使用網(wǎng)格數(shù)為2萬左右。不同的模型網(wǎng)格減少量略有差別，大多數(shù)結(jié)構(gòu)都能減少70%-90%，甚至90以上，相應(yīng)的仿真時(shí)間也會(huì)減少。
這時(shí)再重新點(diǎn)擊MeshView查看網(wǎng)格，可見TLM網(wǎng)格是結(jié)構(gòu)附近樹狀聚集（octreemesh）。由于TLM也支持最新的PBA技術(shù)，任何斜面曲面都能完美識別和計(jì)算，具體表現(xiàn)為變形的近結(jié)構(gòu)網(wǎng)格。
看一下結(jié)果S11,這里我們快速轉(zhuǎn)換成FIT和FEM，用默認(rèn)值仿真和TLM一起作比較，可以發(fā)現(xiàn)在沒提高精度的情況下，S11在8-10GHz還是有1dB 左右的差別。
接下來我們簡單提高一下TLM計(jì)算的精確度，其他設(shè)置當(dāng)然包括求解器精度，邊界條件精度，材料精度等，這里我們只討論一下網(wǎng)格。在Mesh Global Properties的Specials 網(wǎng)格特殊設(shè)置，大多設(shè)置和時(shí)域頻域求解器一樣。TLM加密重點(diǎn)在Discretizer界面：
Limit octree cellsize near to model to: 近結(jié)構(gòu)的網(wǎng)格尺寸，默認(rèn)為Mesh Global Properties設(shè)置的最大Hexahedral網(wǎng)格, 也可以手動(dòng)定義絕對值。
Cell sizesmoothing ratio: 網(wǎng)格尺寸過渡比，有效范圍2-5，默認(rèn)為4，加密推薦2或3。
Limit cellconnects to 2:1：勾選會(huì)限制連接某個(gè)網(wǎng)格的網(wǎng)格數(shù)量為2，不勾選默認(rèn)允許到5。此數(shù)量比和尺寸比可一起使用，確保網(wǎng)格平滑和精確，推薦常使用。
Point accuracyenhancement：內(nèi)部三維結(jié)構(gòu)處理和計(jì)算矩陣使用，默認(rèn)為0%。100%意味著最高三維處理，但求解過程變慢。如果網(wǎng)格劃分遇到問題，或結(jié)構(gòu)棱角細(xì)節(jié)精細(xì)，可適當(dāng)調(diào)高，比如50%。
PBA設(shè)置，推薦常使用。
Maximum timestepreduction factor：由于太小的網(wǎng)格會(huì)影響時(shí)域計(jì)算的time step，一般用默認(rèn)的2就行。
9GHz Farfield | FIT | TLM | FEM |
Total Efficiency (dB) | -0.03908 | -0.03678 | -0.03780 |
Directivity (Max, dBi) | 13.30 | 13.31 | 13.30 |
Angular width (3dB, deg) | 36.9 | 36.8 | 37 |
在分別加密和提高精度后，可以很容易得到三個(gè)不同算法的同樣結(jié)果，S11誤差控制在0.3dB以下；另外部分遠(yuǎn)場數(shù)據(jù)比較也基本相同。這里我們案例相對簡單，其實(shí)更復(fù)雜的天線和系統(tǒng)的TLM仿真結(jié)果也被CST的技術(shù)人員和很多CST用戶驗(yàn)證過，表現(xiàn)都很不錯(cuò)。當(dāng)然，TLM不是萬能的，也不能完全替代FIT，本文重點(diǎn)是幫助大家了解和使用TLM。
