19、数值方法总结与微带线分析

数值方法总结与微带线分析

1. 网格划分

网格划分是科学与艺术的结合，不存在理想的网格。不同软件使用相同数值方法可能生成不同的初始网格。在进行网格划分时，需要在精度、计算时间和所需内存之间进行权衡。同时，应避免高纵横比的单元。如果结构对称且期望对称的S参数，那么网格也必须对称。以下是关键的网格划分概念总结：
- 不存在理想网格；
- 需要权衡的因素：
- 精度；
- 计算时间；
- 所需内存。
- 避免高纵横比的单元；
- 对于对称S参数使用对称网格；
- 绘图方式会影响网格：
- 网格生成器会检测对象的边缘；
- 一些网格生成器会检测冗余顶点。

1.1 表面网格划分

使用表面网格划分代码时，应在电流快速改变方向的地方放置小的方形单元，避免大而复杂的多边形。将绘图分解为更小的单元可以帮助控制网格质量。如果使用三角形，应限制圆弧的分辨率。具体操作如下：
- 在电流改变方向处使用小方形单元；
- 避免大而复杂的多边形；
- 将大多边形分解为更小的单元；
- 使用三角形时，限制圆弧分辨率。

1.2 体积网格划分

使用有限元法（FEM）代码时，可以使用虚拟对象来控制纵横比，还可以在模型中设置各种对象以强制在关键区域实现已知的网格分辨率。同样，需要限制圆弧和圆柱体的分辨率。在时域有限差分法（FDTD）和传输线矩阵法（TLM）代码中，需要将网格对齐到关键元素的边缘，特别是带状类型的元素。具体操作如下：
- 在FEM中使用虚拟对象控制纵横比；
- 设置模型对象以强制已知的网格分辨率；