ANSA–ASERIS–META 电磁仿真工具链介绍

• 在 ANSA 中导入/修复/网格化模型

• 使用 ASERIS 插件定义 BCs、材料、激励、求解器设置等

• 自动创建 deck 文件和执行脚本

适合进行EMC仿真的网格需要满足一些要求。首先，需要确定仿真所需的部件，特别是用于捕捉主要电磁兼容效应的金属部件。其次，在物理接触的部件之间需要建立电传导，确保网格是水密和保形的。另外，网格的长度必须根据波长调整，还需要考虑锐利边缘、尖端等区域的场奇异点，并能够准确捕捉到小特征的几何形状。最后，远小于波长的特征通常会被忽略或简化处理。

要满足上述要求存在挑战，例如自动检测临近度、缝合/连接临近区域以及在不过分简化其几何形状的情况下重构网格。因此，EMC仿真的网格设计是一个复杂而有挑战的任务。

为了应对这些问题，ANSA提供了各种工具及功能支持。

• T 型交叉 – Bridge

• 对边/间隙 – Fill

• 重叠法兰 – Bridge/Wrap

• 模型必须完全网格化

• 网格必须水密

• 只允许使用三角形网格单元

• 不需要实体单元

• 建议通过插件菜单而非 ANSA 界面执行所有模型更改操作，尤其是在编辑与 ANSA 实体对应的 ASERIS 实体时

模型准备完毕后，启动插件：Plugins > Electronics and Electromagnetics > ASERIS

ASERIS 是 ANSA 的一个插件工具，它在 ANSA 和 ASERIS-BE电磁求解器之间提供了一个前处理接口。使用该工具，可以通过友好的图形界面为 ASERIS-BE仿真准备输入模型。支持以下主要功能：

• 创建和管理电磁材料库

• 自动和手动分配边界条件和材料

• 设置源

• 自动检测和手动定义线面连接

• 叠加单元（电压源和阻抗）设置

• 网格导出和自由度前处理

• 求解器参数设置和自动创建用于运行仿真的求解器文件

该插件界面的基本布局是一个选项卡式环境，主选项卡用于显示大类操作，每个主选项卡内的侧边选项卡用于显示子类操作（见图2）。

访问选项卡没有严格的顺序要求，不过一般建议的工作流程是，从左到右、从上到下访问各个选项卡/步骤，以避免无法访问某些选项卡。

图2  ASERIS插件总体布局

通过ASERIS插件，可自动创建并导出用于仿真的所有必要文件，包括模型网格（*.unv）和求解器文件。导出成功后，接下来的仿真是在 ASERIS-BE的帮助下进行的。

• 由Airbus公司开发，由 IMACS 维护和发布

• 频域全波边界元求解器

• 完全可并行化，包含两种快速求解方法（H-mat，FMM）

进入项目文件夹，这里除了驱动求解器的 *.p01 文件外，还导出了一个批处理脚本文件，名为 “run_elfipole.bat “或 “run_elfipole.sh”（分别用于 Windows 和 Linux）。该脚本包含了用户在 “Solver parameters”框中设置的所有求解器选项。运行该脚本，以启动ASERIS – BE开始仿真。

ASERIS-BE是Airbus 的ASERIS™软件套件中的一个重要组件，主要用于仿真工业应用中的电磁现象。ASERIS-BE 采用边界元法 (BEM) 来求解时谐麦克斯韦方程，适用于从直流到高频的各种电磁应用。它集成了复杂的并行和核外快速线性求解器，包括多级快速多极子方法 (FMM) 和 H 矩阵方法。ASERIS已被航空和国防工业公司采用，并广泛用于各种工业应用，如天线布置、天线耦合、电磁兼容应用、闪电间接效应和高强度辐射场、雷达散射截面等。

ASERIS-BE采用的边界元法（BEM）是精确（”全波”）仿真电磁场最常用的数值方法之一。自从发明了快速迭代法（如上世纪 90 年代初的 FMM）以来，其使用率大幅上升。BEM的原理是在物体边界上建立积分方程，求解电场/磁场的边界值。它的优点是只需要对物体边界进行网格划分，降低了自由度，并且可以在后处理的任何位置计算精确的场值。

• 面电流

• 近场

• 辐射方向图 / RCS