CST Studio Suite

2016

CST Studio Suite 2017

2 ноября 2016 года компания Computer Simulation Technology представила версию пакета программ CST Studio Suite 2017.

В этой версии появится модуль Filter Designer 3D (FD3D), предназначенный для синтеза резонаторных фильтров. По заданным пользователем параметрам (рабочая полоса, порядок фильтра, положение нулей связи) этот модуль выдает набор возможных топологий размещения резонаторов. Для выбранной пользователем топологии модуль вычисляет матрицу связи фильтра, в том числе и для диплексорных устройств. Далее, используя уникальную технологию смещения узлов тетрагонального разбиения частотного вычислителя вместе с оптимизацией методом доверительных областей, модуль выполняет завершенный цикл проектирования многорезонаторных фильтров с рекордной точностью. Следует добавить, что инструмент поддерживает загрузку результатов измерения характеристик фильтра и получение для нее матрицы связи, что значительно упрощает процесс настройки изготовленного устройства.

Функционал асимптотического вычислителя расширится новой возможностью расчета связи между антеннами, размещенными на электрически крупных объектах. Описание антенн на платформе выполняется посредством источников ближнего или дальнего поля, после чего вычислителем рассчитываются коэффициенты связи между ними. Такое решение позволяет комбинировать данные различных вычислительных модулей при проведении анализа на уровне системы. Использование мониторов ближнего поля упрощает процесс поиска механизмов связи между антеннами, а задача анализа интерференции определяет потенциальные нарушения правил ЭМС.

Ряд изменений затронет мастер антенных решеток Array Wizard. На текущем этапе развития инструмент позволяет синтезировать и моделировать крупные антенные решетки: начиная с анализа одного элемента и заканчивая построением моделей полных систем. В версии 2017 в мастер добавится возможность моделирования непериодических и произвольных 3D решеток с дальнейшим построением конечных моделей. Анализ особо крупных задач выполняется быстро и точно с применением современной аппаратной платформы, а также мощного метода численного моделирования во временной области с использованием конформного сеточного разбиения.

Ряд изменений затронет и другие вычислители, например, станет возможным моделировать тепловые эффекты с учетом конвекции воздуха.

Выход версии CST Studio Suite 2017 запланирован в первом квартале 2017 года.

CST Studio Suite 2016

Изменения затронули все этапы численного решения задач электродинамики: начиная с внедрения новых инструментов проектирования, алгоритмов сеточного разбиения, заканчивая обработкой полученных результатов и дальнейшего их использования на следующих, более сложных уровнях проекта.

Продукт CST STUDIO SUITE используется инженерами и разработчиками для решения колоссального спектра задач моделирования и оптимизации электромагнитных систем. Вычислительные модули, тесно связанные друг с другом, покрывают широкий диапазон частот и размеров исследуемой модели, что вместе со специализированными технологиями моделирования позволяет анализировать как процессы в печатных платах и кабельных системах, так и внутри ускорительных модулей.

В данной версии для вычислителя во временной области реализованы модели материалов, позволяющие описывать свойства сложных покрытий с использованием результатов измерений. Для интегрального вычислителя теперь доступны элементы дискретизации с криволинейными гранями, что значительно повысит точность сеточного разбиения таких объектов, как параболические отражатели. Помимо этого, появился инструмент поиска характеристических мод антенн, который позволяет более детально изучить механизмы излучения антенны и определить подходящее место расположения фидера. Асимптотический вычислитель, применяемый в случае анализа сверх крупных задач, в новой версии поддерживает графическое ускорение.

Значительные изменения затронули технологии тетрагонального сеточного разбиения. Во-первых, в процессе варьирования параметров, при котором сохраняется геометрия объекта, например, при изменении фазового сдвига между граничными условиями, угла падения волны и др., сетка не перестраивается, что сокращает время моделирования. Во-вторых, добавлена новая технология смещения узлов тетрагонального разбиения, при котором в процессе малых изменений параметров узлы сеточного разбиения остаются привязанными к точкам разбиваемого объекта. Реализован новый алгоритм адаптации тетрагонального разбиения частотного вычислителя, который стал активнее разбивать металлические ребра и узкие зазоры между ними и дает лучшую сходимость получаемых результатов.

Вычислительные модули CST EM STUDIO, предназначенные для анализа низкочастотных полей, теперь учитывают поворот ротора и поддерживают технологию скользящей сетки, которая не требует переразбиения узлов при вращении ротора. В версии 2016 реализована возможность анализа неконцентрических объектов вращения, а также линейного движения, которое находит себе применение в современных электрических машинах.

В области мультифизического моделирования появилось пополнение в виде нового вычислителя анализа переноса тепла, который учитывает передачу тепла между твердым телом и текучей средой, что значительно расширяет спектр моделируемых процессов охлаждения и учета турбулентного и ламинарного потоков охладителя.

Помимо всего вышесказанного также следует отметить:

• новый трекинг вычислитель на тетрагональных элементах разбиения в CST PARTICLE STUDIO;
• добавлен калькулятор импеданса в CST CABLE STUDIO;
• новый подход к анализу переходных процессов с поддержкой комбинирования результатов между схемными и 3D уровнем описания;
• библиотеку сигналов, определяющую правила верификации топологии в CST PCB STUDIO.

2015

CST Studio Suite Student Edition

CST Studio Suite Student Edition - это специальное бесплатное издание популярного пакета, призванное обеспечить более четкое понимание физических процессов и основ электромагнитной теории будущими инженерами. Данная версия продукта включает многофункциональные вычислители высокочастотных процессов во временной и частотной областях, а также модули по работе со статическими и тепловыми задачами. Более того, пакет содержит набор интерактивных примеров, описывающих классические задачи из учебников с возможными решениями путем численного моделирования.

Продукт CST STUDIO SUITE Student Edition обладает рядом ограничений для предотвращения коммерческого использования (имеется ограничения на число узлов сеточного разбиения, отсутствуют возможности оптимизации и CAD импорта), но в то же время включает полностью интуитивный интерфейс проектирования, библиотеку материалов и возможности визуализации полученных результатов.

2014

CST Studio Suite 2015

24 октября 2014 года компания Computer Simulation Technology (CST) представила обзор новых возможностей своего продукта в области 3D электромагнитного проектирования – CST Studio Suite 2015.

Экран программы CST Studio Suite

Выход приложения запланирован на конец первого квартала 2015 года. Изменения затронули все этапы численного решения задач электродинамики:

• внедрение новых инструментов проектирования,
• алгоритмы сеточного разбиения,
• обработка полученных результатов и дальнейшее их использование на более сложных уровнях проекта.

CST Studio Suite используется инженерами и разработчиками для решения спектра задач моделирования и оптимизации электромагнитных систем. Вычислительные модули, тесно связанные друг с другом, покрывают широкий диапазон частот и размеров исследуемой модели, что вместе со специализированными технологиями моделирования помогает анализировать, как процессы в печатных платах и кабельных системах, так и внутри ускорительных модулей.

В CST Studio Suite 2015 разработаны новые способы автоматической связи различных вычислительных модулей, что заметно расширяет возможности классического моделирования электромагнитного поля.

В составе набора инструментов проектирования и синтеза в версии 2015 года (и последних обновлениях версии 2014) действует новый 2D проектировщик фильтров Filter Designer 2D, реализованный совместно с компанией Nuhertz Technologies. Продукт содержит широкую базу данных фильтров, выполненных на уровне сосредоточенных и распределенных элементов. Проектировщику необходимо указать проектные требования, в частности, как частотную характеристику, так и физические ограничения, в виде максимального размера фильтра и параметров подложки, после чего Filter Designer 2D автоматически построит готовую модель.

Разработчики внесли изменения в область проектирования антенных систем. Новый мастер фазированных антенных решеток Phased Array Wizard выполнит автоматическое построение полной матрицы элементов вместе с необходимым распределением возбуждающих сигналов, исходя из параметров, полученных на одном излучателе на уровне "unit cell". Элементы могут быть исключены или установлены в пассивный режим работы путем простой настройки карты устройства. В процессе численного моделирования построенной решетки учитываются корректные параметры торцевых и угловых излучателей. При этом разработчик может задавать в проекте дополнительные части системы, например, цепи калибровки и запитки, а также добавлять геометрические элементы, такие как крепежные кронштейны или радиопрозрачный корпус.

Полученная 3D модель может использоваться для получения источников поля в ближней/дальней зоне с направлением главного лепестка при различных углах сканирования и проведения дальнейшего анализа, например, на крупногабаритных платформах. Помимо нового мастера Phased Array Wizard в CST STUDIO SUITE 2015 будут добавлены карты ЭПР — картины амплитудно-фазового распределения ЭПР в зависимости от частоты и угла сканирования. Более того в последней версии будет реализована поддержка радиопоглощающих материалов с параметрами, зависимыми от частоты возбуждения и угла падения.

Вычислители CST станут мощнее и универсальнее. Например, изменения, реализованные в вычислителе в частотной области, позволят гораздо проще моделировать сверхкрупные объекты и многопортовые модели, такие как многоконтактные коннекторы или антенные решетки высокой плотности. Внедрение инструмента связи между частотным и асимптотическим вычислителями через источник поля в ближней зоне осуществит идею комбинирования различных методов 3D электромагнитного проектирования.

Ключевые свойства CST Studio Suite 2015

Общие

• Поддержка импорта параметризированных моделей из SolidWorks и Pro/Engineer
• Обновлена визуализация распределения поля
• Добавлен новый мастер фазированных антенных решеток

Вычислитель во временной области (Transient solver)

• • Внедрена более быстрая и точная технология сеточного разбиения e-FPBA
  • Обновленный вычислитель портовых волн возбуждения
  • Добавлено построение спектрограмм

Вычислитель в частотной области (Frequency domain solver)

• • Возможность возбуждения полями в ближней зоне
  • Обработка моделей с крайне крупным сеточным разбиением

Вычислитель с использованием интегральных уравнений (Integral equation solver)

• Сеточное разбиение прямоугольными элементами

Асимптотический вычислитель (Asymptotic solver)

• • Возможность возбуждения полями в ближней зоне
  • Карта ЭПР

Материалы

• • Градиентные материалы
  • Температурозависимые параметры металлов
  • Радиопоглощающие покрытия с параметрами, зависимыми от угла и частоты возбуждения

Мультифизическое моделирование

• • Тепловой вычислитель с тетрагональным сеточным разбиением
  • Совместное тепловое и схемное моделирование
  • Нелинейная циркуляция крови для био-ЭМ моделирования

2013

CST Studio Suite 2014

• Улучшены функции импорта/экспорта данных в CAD и EDA форматах;
• Добавлена возможность получения картины полей в частичных объемах;
• Улучшены технологии постоения гексаэдрального и тетраэдрального мешинга;
• Доработаны модели материалов диэлектриков: например, повышен допустимый порядок модели тангенса угла диэлектрических потерь;
• Реализована возможность использования материалов с проводимостью, зависимой от времени;
• Реализованы модели материалов с температурозависимыми свойствами;
• Добавлена возможность поиска участков активного излучения в случае расчета эффективной площади рассеяния;
• Реализовано комбинированное CPU-GPU ускорение при моделировании во временной области

В пакете CST STUDIO SUITE собран набор инструментов для моделирования низкочастотных и высокочастотных задач, анализа динамики заряженных частиц в электромагнитных полях и проведения мультифизических исследований, интегрированный в рамках единого пользовательского интерфейса.

Внедрение новых методик построения сеточного разбиения стало основной задачей при разработке версии 2014: главным образом изменения были нацелены на создание более эффективных, устойчивых и простых для пользователя алгоритмов. В итоге новые генераторы гексагональной и тетраэдральной сеток используют меньшее число элементов разбиения и лучше справляются с дискретизацией сложных трехмерных структур.

Улучшения затронули моделирование сложных систем. Новый мастер составных проектов (SAM, System Assembly and Modeling) выполняет настройку параметров мультифизического моделирования и источников электромагнитного поля в автоматическом режиме. Технология SAM позволяет разбить большую структуру на мелкие объекты, промоделировать их наиболее подходящим вычислителем, а потом объединить полученные данные и получить полные характеристики всего устройства.

Существенный прогресс CST STUDIO SUITE достигнут в части обработки проектов, импортированных из CAD и EDA систем. Введен механизм контроля версий импортированных объектов, позволяющий отслеживать изменения, сделанные разработчиками в исходном проекте в CAD и EDA системе и применить к ним раннее сделанные настройки CST проекта.

2012

CST Studio Suite 2013

Компания CST - поставщик программных решений для обработки 3D-задач электродинамики 21 мая 2013 года сообщила об официальном выходе новой версии своего флагманского продукта CST STUDIO SUITE 2013.

Состав

В продукте содержится широкий набор инструментов для низкочастотного и высокочастотного моделирования, позволяющий решать задачи анализа паразитных процессов в кабелях и печатных платах, исследовать динамику заряженных частиц, выполнять точную оценку электромагнитной совместимости (EMC), анализ целостности сигналов, оптимизацию и настройку антенных систем, фильтров и других СВЧ-устройств.

Интерфейс

Наиболее заметным изменением в версии 2013 года является новый пользовательский интерфейс с динамически обновляемыми панелями инструментов. Он ориентирован на сопровождение разработчика во время всего рабочего процесса и предоставление необходимых инструментов построения структур, моделирования, постобработки. Интерфейс дополнен новыми возможностями в виде мастера конфигурации и интерактивного помощника, упрощающими процесс подготовки и настройки конфигурации нового проекта.

Вычисления

Изменения затронули область вычислительных технологий. В сотрудничестве с компанией Intel вычислительные алгоритмы оптимизированы для использования максимальных возможностей процессоров последнего поколения. Помимо этого продукт CST STUDIO SUITE дополнен новыми средствами постобработки данных в виде цилиндрического сканирования полей в дальней зоне и построения синограмм. Тем самым расширяющийся набор используемых инструментов позволяет проще выполнять множество различных рабочих проектов.

Общие изменения

• Новый графический пользовательский интерфейс
• Мастер конфигурации
• Автоматическое хранение результатов при варьировании параметров
• Цилиндрическое сканирование полей в дальней зоне для всех вычислителей
• Расширен список поддерживаемых графических ускорителей

Изменения в вычислителе временной области (CST MICROWAVE STUDIO)

• Улучшен алгоритм построения сетки: работает быстрее, экономит память
• Оптимизировано ядро временного (T) вычислителя для последних поколений процессоров Intel
• Возможность использования материалов с нелинейными и частотозависимыми характеристиками
• Поддержка до 2 миллиардов ячеек сетки
• Поддержка графических ускорителей для TLM вычислителя

Изменения в вычислителе частотной области (CST MICROWAVE STUDIO)

• Криволинейные тетраэдральные элементы теперь используются по умолчанию
• Изменены настройки сеточного разбиения
• Повышена производительность и эффективность использования памяти
• Улучшенная поддержка диэлектриков с потерями вычислителем собственным мод (E)

Изменения в асимптотическом вычислителе (CST MICROWAVE STUDIO)

• Введен расчет углового рассеяния и синограммм эффективной площади рассеяния

Изменения в CST DESIGN STUDIO

• Улучшена автоматизация настройки модели и получение результатов

Изменения в CST PARTICLE STUDIO

• Введена поддержка графических ускорителей PIC вычислителем.