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请教CST MWS 中mesh density control

05-08

看帮助文件,貌似是Lines per wavelength 的值越大,计算精度就越高? 但看Lower mesh limit的解释感觉Lower mesh limit会限制lines per wavelength?
Lower mesh limit 中的mesh step (网格步长) 指什么也一直没搞懂。
在做split ring的仿真时很诡异,lines per wavelength取10,20, 30时,split ring的谐振频率竟然会有0.1左右的差别。 现在希望仿真得到的谐振频率与实际越接近越好,不知Lines per wavelength应该取多少为好?
仿真新人, 还望大家指教
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Lines per wavelength
The Lines per wavelength parameter describes the spatial sampling rate of the field. A Lines per wavelength setting of 10 means that a plane wave propagating along one of the coordinate axes is sampled at least 10 times. The reduction of the wavelength when propagating through dielectric materials is taken into account here.
 Lower mesh limit
This setting allows you to define the maximum mesh step to be used for the mesh creation, regardless of the setting in Lines per wavelength. The maximum step width of the mesh is determined by dividing the smallest face diagonal of the bounding box of the calculation domain by this number.


最近专区里网格的讨论很热烈啊,哈哈。


我们先分析这几个参数的意义:

Lines per wavelength: 这个参数定义了网格线对仿真区域的“抽样率”。假设这个参数为10,那就意味着在每一个轴方向上在一个波长的长度内最少要生成10条网格线。当遇到介质材料时,波长的变化会自动被考虑在内。


Lower mesh limit: 这个参数定义最大网格尺寸,并且这个参数值是不受上一个参数限制的。最大网格尺寸的计算方法是边界框的最短对角线除以这个数值。这个mesh step width可以理解为矩形网格的边长。所以,这个参数值越大,最大网格尺寸就越小,那么网格划分的时候网格平均尺寸变小,网线密度升高。


小编的问题描述看得很费解,“lines per wavelength取10,20, 30时,split ring的谐振频率竟然会有0.1左右的差别”,先不说0.1没有单位不知道是什么样的区别,10、20、30对应有区别是每个之间有0.1的区别还是最大有0.1的区别?


另外,“希望仿真得到的谐振频率与实际越接近越好”的目的是什么?为了验证模型建模的准确性?小编有没有考虑过工程上如何判定仿真结果的可接受与否?假设这0.1的区别是指0.1 GHz的差别,如果仿真频率范围是0.5-0.7 GHz,那么,0.1 GHz的区别是“很大”的;不过如果仿真频率范围是0-20 GHz,小编你觉得0.1 GHz的区别很“诡异”吗?因此,没有相关条件作参考,单纯的数值变化没有意义。


综合上面的思考,单纯设定一个“最优化的”Lines per wavelength是不实际的。参数值都是根据特定模型而调整的,不可能有一个放之四海皆准的数值,如果有的话,这还是个参数吗?



题外:翻译专区双木网友之前提交了《Mesh Generation Overview》的翻译初稿,不知道哪位有兴趣的朋友可以尝试报名初审校对?
http://bbs.rfeda.cn/read.php?tid=45137#


补充一点东西:

"Lines per wavelength"和"Lower mesh limit"最终都是确定网格的最大尺寸(或者说是步长:mesh step width),只是前者对应结构线度(最大结构尺度)大于一个波长的情况,后者是结构线度小于一个波长的情况,两者不冲突的;

纠正一点:“Lower mesh limit”中最大网格尺寸的计算方法是的最大对角线除以这个数值。

说到这里,很自然地就想到还缺少一个最小网格步长的确定,是的,“Mesh line ratio limit”或者"Smallest mesh step"干这事,详细的见CST的网格生成的帮助文件。

明白啦 谢谢楼上两位
我的仿真范围是0-1.5THZ ( 17- 256um) , split ring 在0.66Thz 有谐振响应 单元尺寸: 120um(X方向) * 100um(Y方向) * 350um (Z方向)  , 平面波沿Z向传播, 按2楼所说应该是结构线度大于1个波长的情况。
现在当lines per wavelength 取 10时, 谐振频率是 0.669, 取20时, 谐振频率是0.687 (差了0.02,抱歉昨天记错了>_< !....) , 取30是0.6945, 取40是0.717, 50是0.7185
虽然不太大,但也相当可观了...这个split ring是我另一个结构的一部份, 所以希望仿真结果越接近它的真实值越好
现在不知道是应该相信哪个仿真结果。?
按我的理解网格划分越密,仿真结果应该越准吧。但如果取得太大(比如50)是不是也不会不准?

计算方法应该就是用最小对角线吧?
The maximum step width of the mesh is determined by dividing the smallest face diagonal of the bounding box of the calculation domain by this number.

0.66 THz这个是怎么来的?理论计算值?实际测试值?
如果小编一定要纠结于这个频率,那小编如何确定你的模型与理论情况或者实际测试环境一致?如果不能确定,这个差距会影响你后面的设计吗?

我赞成moviez的观点,根据结构尺寸和波长大小关系,确定最大网格步长只有其中一个参数起作用

HFSS 10里面的help如下:“
Lower mesh limit: This setting allows you to define a lower limit of mesh lines to be used for the mesh creation, regardless of the setting in Lines per wavelength. It defines a minimum distance between two mesh lines for the mesh, by dividing the smallest face diagonal of the bounding box of the calculation domain by this number.

看来帮助文件有出入了,不过从各项的设置来看,如俺前面的分析,俺更觉得“Lower mesh limit”项是设置最大网格步长,如果是最大网格步长,取“最小对角线长度”就不合适了,因为随便一个长度都会造成超过这个最大网格步长。
如果“Lower mesh limit”项是最小网格步长,那后面的“Smallest mesh step”就有重复的意思了。
个人理解,欢迎大家就这个问题充分讨论~

网格越密,精度一般越准,前提是网格质量保证:场变化剧烈的区域需要更大的网格密度。
而且,求解设置也会影响精度,伪收敛或未收敛的问题都会造成研究者的误判,所以要比较,首先得有一个基准值:比如理论解析解,或者实验测试值等等;
仿真值之间往往无法直接拿来对比。

这个应该只是数字计算的问题吧?和最大最小对角线没有直接的关联吧?用最小对角线只是得到一个“最小的”最大网格步长这个数值吧?个人理解。


这个问题到底是什么啊?
我怎么感觉这句话应该理解为:最大网格步长应该是用最小对角线除以这个数值。
如果用最大对角线除以这个数,岂不是有些小尺寸的东西被“忽视了”

这个问题,俺现在是这样理解的:一般地如果自动划分网格,人工不干预,系统就会按照默认的一套设置进行网格划分,对于规则几何体,均匀划分就行了,不存在最大网格和最小网格步长问题,对于不规则几何体,权衡了机器性能(如果不考虑此项,可以统统按尽可能小的网格划分)和计算精度(如果不考虑此项,可以统统按尽可能大的网格划分)问题,系统会自动设置一个最大和最小网格问题,或者最大/最小网格比(当然这三者只有两个设置量独立),分别对应求解场的不敏感区域(比如空气盒外围部分)和敏感区域(比如结构关键细节部分),如果不满意这个默认设置,可以人工干预,就是本帖提到的那几个设置。
从那几项的并列关系上看(前面俺分析过),"Lines per wavelength"对应"结构线度(最大结构尺度)大于一个波长的情况下的最大网格步长设置",而“Lower mesh limit”对应“结构线度小于一个波长的情况下的最大网格步长设置”,此时由于结构尺寸较小,再用每波长的节点数限制设置就失去直观意义,改用结构尺寸设置更方便合理,至于用最大/最小空气盒对角线长度,正如你所言,本身是无所谓的,只不过考虑到参数的连续过渡(结构尺度正好等于一个波长),使用最小对角线长度的确更好一点,关于这一点,俺以前理解有误。
当然这个问题如果有条件,直接问问CST的技术客服会更明确一点,或者有时间的话,自己动手测试一下网格效果就能确定相关项的含义@@

小尺寸的区域受到最小网格步长设置,最大网格步长是个上限~

我也在做这个,也遇到了一样的问题,不知道小编解决了吗?

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