第七讲 CST微波工作室边界条件和背景材料

1.为什么要设置边界条件?

·对于使用计算机来进行电磁计算或者电磁仿真分析，都是只能处理有限空间内的电磁问题

·在CST微波工作室中，就是通过设置适当的边界条件，来实现把电磁问题设定于有限的空间内

2.背景的概念

所谓背景是指用户创建的结构模型区域以外的空间

3. 内容安排

·背景材料的设置

·边界条件的类型、定义和相关设置操作

4.背景材料设置

背景材料

·所谓背景是指用户创建的结构模型区域以外的空间

·背景材料就是指用户所创建模型的外侧的填充材质

背景材科的设置

.Modeling > Materials > Background

·常用的材质:PEC、Normal、Anisotropic、Lossy Metal

5. 边界条件的设置和类型

边界条件设置

. Simulation > Setting > Boundaries

边界条件类型

. Electric（电边界条件）

. Magnetic（磁）

. Open(PML);（开放边界）

. open (add space):（开放边界，远区计算）

. Periodic（周期性边界条件）

. conducting wall（有耗导体边界条件）

. Unit Cell（周期性问题求解）

. symmetry Planes（对称面求解）

6. 边界条件详解

（1）Electric一电边界

·等效于理想导体_(pec),电场垂直于边界表面

·当背景材料设置为理想导体时，自动设置为电边界

（2）Conducting wall一有耗导体边界

·良导体/非理想导体边界条件，等效于有耗导体，电场垂直子边界表面

·当背景材料设置为有耗导体(lossy metal)，自动设置为有耗导体边界

（3）Magnetic一磁边界

·边界条件上的电场方向与表面相切，磁场与表面垂直

·真实世界中不存在理想磁边界，它只是理论上的约束条件

（5）Open一开放边界

·相当于理想匹配层(PML)，电磁波几乎无反射通过该边界

·可用于等效于自由空间的情况

（6）Open (Add Space)

·与Open边界条件相同，边界表面设置与模型有一定的距离主要是用于远区场的计算

·用于天线、RCS等辐射/散射问题的仿真分析

（7）Periodic—周期边界条件

·用于阵列天线、FSS等周期性结构的仿真分析

·成对出现，需要设置相位差

（8）Unit Cell

·类似于周期边界条件，用于周期性结构的仿真分析

·只能用于通用频域求解器

·如果与Unit Cell边界相邻的边界表面是Open边界条件，则采用Floquet模式实现开放边界

（9）Symmetry Planes——对称面/对称边界条件

应用对称边界可以在构造结构时仅构造一部分，减小结构的尺寸和设计复杂性，缩短计算时间

·有电壁对称面(electric)、磁壁对称面(magnetic)两种类型

·如果电场垂直于对称面且对称，选择电壁对称面

·如果磁场垂直于对称面且对称，选择磁壁对称面

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