教程2-閉合腔體的諧振模式分析

1、教程2閉合腔體的諧振模式分析該教程在教程1所建立的幾何模型基礎(chǔ)上，主要教授如何使用FLOMOTION對(duì)仿真結(jié)果進(jìn)行量化分析，通過對(duì)單 個(gè)諧振頻率的分析，加深如何由FLOEMC仿真得到的結(jié)果來(lái)改進(jìn)設(shè)計(jì)的方法。主要內(nèi)容步驟1：導(dǎo)入FLOEMC項(xiàng)目文件 步驟2：指定輸出結(jié)果選項(xiàng)步驟3：指定頻率范圍步驟4：介紹FLOMOTION步驟5：電場(chǎng)與磁場(chǎng)的可視化導(dǎo)入FLOEMC項(xiàng)目文件步驟1:導(dǎo)入FLOEMC項(xiàng)目文件如果教程1的項(xiàng)目已經(jīng)完成，并已開啟FLOEMC窗口的話， 該操作就可省略。請(qǐng)從第三頁(yè)繼續(xù)。使用桌面快捷方式匕打開FLOEMC，或者直接從開始菜單Start/AIIPrograms/Flomeric

2、s/FLO EMC 6.1/FLO EMC 6.1 打 開。窗口彈出，Project Man ager即打開。在Project Manager中打開Project/Load，彈出Load Project菜 單，選擇Tutorial_1_partA點(diǎn)擊Load，在A部分建立的項(xiàng)目 模型就可在Project Manager樹中出現(xiàn)， 與此同時(shí)你還可以看 到Enclosure，Wire和Monitor Point，由于要對(duì)該項(xiàng)目進(jìn)行修 改，因此另存為其他的名字比較方便。從Project Manager中選擇Project/Save,把Project Name改為Tutorial_1_partB，也可

3、點(diǎn)擊Notes，在名字最后加入附加說 明。導(dǎo)入FLOEMC項(xiàng)目文件導(dǎo)入/導(dǎo)出FLOEMC項(xiàng)目文件為方便導(dǎo)入導(dǎo)出項(xiàng)目文件，F(xiàn)LOEMC采用了兩種不同的文件 格式：PDML格式和PACK格式。PDML文件包含了幾何尺寸信息和所有的仿真設(shè)置，而且該 格式的文件通常非常小，所以很方便與同事或者Flomerics的技術(shù)支持人員交換模型。但是，由于PDML格式的文件不包含仿真結(jié)果數(shù)據(jù)，這就意味著如果導(dǎo)入一個(gè)PDML文件，那么需要重新仿真計(jì)算。文件是壓縮格式，文件包含了幾何尺寸信息，仿真設(shè)置和最 終的仿真結(jié)果，由于包含了仿真結(jié)果，因而文件通常會(huì)很 大，該格式的文件可直接使用仿真的數(shù)據(jù)，因而不需要重新 仿真計(jì)

4、算。如果要導(dǎo)入一個(gè)FLOEMC項(xiàng)目文件，點(diǎn)擊Project/lmportProject，然后根據(jù)需要選擇PDML或PACK格式的文件。如果要導(dǎo)出一個(gè)FLOEMC項(xiàng)目文件，點(diǎn)擊Project/ImportProject，然后根據(jù)需要選擇PDML或PACK格式的文件。DZIDefaModel GridAuto Detect FileASCII PDMLFLO EM CV1 FilePDMLV2/V3 ProjectPack File指定輸出結(jié)果選項(xiàng)步驟2:指定輸出結(jié)果選項(xiàng)現(xiàn)在要分析表面電流和近場(chǎng)輻射，所以需要再次啟動(dòng)仿真。 在前面的模型中，只要求得到離箱體3米遠(yuǎn)處的電場(chǎng)。如同 在教程1中所說的一樣

5、，要在仿真開始前，定義好所有感興趣的輸出結(jié)果（電壓，電流，電場(chǎng)強(qiáng)等），因?yàn)槿绻孪任?定義所需要的輸出分量，最終仿真得到的結(jié)果可能不包含所 有感興趣的分量。在Project Manager菜單中，點(diǎn)擊Root Assembly，Root Assembly即應(yīng)該處于高亮藍(lán)色狀態(tài)。Project Manager右邊的控件面板工具欄此時(shí)也應(yīng)該處于激活狀態(tài)（該操作前，控件 面板應(yīng)為灰色不可使用狀態(tài)）。點(diǎn)擊Volume Region快捷鍵 八，該操作將在Project Manager樹中加入一個(gè)新Region。一個(gè)Region為FLOEMC保存輸出 結(jié)果各分量 （電場(chǎng)， 磁場(chǎng)和表面電流） 的集合體， 是

6、個(gè)虛擬 的區(qū)域。 現(xiàn)在將VolumeRegion定義成與SystemDomain具有 相同尺寸的大小。右鍵點(diǎn)擊Project Manager中的Region，選擇Location，在EditRegion框中，選擇Size to Solution Domain,點(diǎn)擊OK保存 退出。右鍵點(diǎn)擊Project Manager中的Region,選擇Output，在3DFieldOutput菜單中，選擇E和H field，點(diǎn)擊Attach，然后點(diǎn) 擊Dismiss保存退出。在Region中增加E和H field分量，能讓FLOEMC記錄下來(lái)project Edit yevj &eometrv LL

7、odel旦郵Grid SolveRemits Wird&w &尬運(yùn)觀苗懈匿暮1-1kt orial 1 part SStem-r-rnRoot AsiemblvEridcsute它Monitor Point4H1 niVHMHRegion MenuLocation.nslHrz 嚨0毬Output.Grid Con軾rain恰”.Motet.指定輸出結(jié)果選項(xiàng)Region內(nèi)的電場(chǎng)和磁場(chǎng)的空間值。在默認(rèn)狀態(tài)下，表面電流 的空間值始終可以記錄下來(lái)。Region不必具有和system Domain相同的大小，但是如果Region的尺寸比system Domain大的話，system D

8、omain夕卜的 結(jié)果都將無(wú)法顯示。比較方便可行的是，選擇Region比所有System Domain都小的尺寸，事實(shí)上，如果選擇較大的Regio n,也會(huì)在仿真中占用更多的計(jì)算資源。僅記錄指定頻率處的空間場(chǎng)分量，因此為了觀測(cè)到場(chǎng)和電流 的空間值，需要指定感興趣的頻率點(diǎn)。指定頻率范圍或時(shí)間范圍步驟3:指定頻率范圍空間中分布的場(chǎng)和電流值是頻率（和時(shí)間）的函數(shù)，預(yù)先指 定感興趣的頻率列表后，結(jié)果會(huì)輸出在預(yù)先指定的各個(gè)頻率 點(diǎn)處的場(chǎng)分量和電流值（如果預(yù)先指定時(shí)間值，就能得到在 感興趣的時(shí)間點(diǎn)上顯示一系列的場(chǎng)和電流值）。假設(shè)我們關(guān)心從700MHz至U 1600MHz范圍內(nèi)相隔100MHz個(gè)頻點(diǎn)上的 電

9、流和場(chǎng)分布，我們需要做如下的設(shè)定。在Project Manager中選擇Solve/SnapshotOutput，在Snapshot Output菜單中選擇Frequencies,點(diǎn)擊Add Series，新彈出的窗 口中設(shè)置：插入最小頻率值：700 MHz插入最大頻率值：1600 MHz插入頻率間距：100 MHz點(diǎn)擊OK保存退出。在Snapshot Output菜單里，可以看到剛生成的頻率表，現(xiàn)在 要再加入一些頻率點(diǎn)：把Frequencies改為874 MHz，點(diǎn)擊Add。同樣的操作，加入其他頻率點(diǎn)：1118 MHz, 1233 MH z, 1369MHz, 1419 MHz,和1530

10、MHz。當(dāng)然也可以通過在Snapshot Output中選擇Times，生成一張 時(shí)間列表，但這些已超出本教程內(nèi)容。點(diǎn)擊開始快捷鍵,重新開始仿真計(jì)算。步驟4:FLOMOTION介紹關(guān)于FLOMOTION的基本介紹當(dāng)求解器結(jié)束后，從Project Manager中打開FLOMOTION,或者直接點(diǎn)擊Drawing Board中的快捷鍵FLOMOTION是用來(lái)顯示結(jié)果的三維窗口。在任何時(shí)刻都可 以打開該窗口檢查模型的幾何尺寸。窗口頂部和右端的工具 欄有很多不同的按鈕，它們?cè)贔LOMOTION中是使用頻率最 高的。右端工具欄中的按鈕主要用來(lái)設(shè)置視圖和控制鼠標(biāo) 的。頂部工具欄主要包含顯示結(jié)果和繪制圖表

11、的按鈕。S JitWWITfe H4*I I* 0*1爭(zhēng)sH|l jI fa j F?PWeVJD*1口FneqiT 轉(zhuǎn) JView Sett ing本教程目的不是解釋清楚每個(gè)按鈕或可用的命令，只是希望 使用者在應(yīng)用中自己去熟悉這些最常用的操作。UH-UH-HEAMFl*I I LHIHI如何使用FLOMOTION中的鼠標(biāo)如何使用FLOMOTION中的鼠標(biāo)FLOMOTION主要用來(lái)在三維空間中觀察模型的幾何形狀， 和展示電流分布和近場(chǎng)的電場(chǎng)磁場(chǎng)?？梢詮腜roject Ma nager中打開FLOMOTION，也可點(diǎn)擊面板中的快捷鍵 丨勺。在FLOMOTION中，利用工具欄中的快捷鍵* /赍切換

12、Selection和Manipulation狀態(tài)，也可使用鍵盤上的F9功能鍵 進(jìn)行切換。在Manipulation狀態(tài)，鼠標(biāo)指針變成蘭一，此時(shí)可 以旋轉(zhuǎn)和平移視圖。點(diǎn)住鼠標(biāo)左鍵移動(dòng)鼠標(biāo)，即可旋轉(zhuǎn)視圖。按住鍵盤上的鍵，點(diǎn)住鼠標(biāo)左鍵移動(dòng)鼠標(biāo)，即可平移視圖。利用屏幕右邊的控制輪放大或縮小視圖，也可以用右鍵在需 要放大或縮小的區(qū)域繪制矩形。如果要重置視圖到默認(rèn)狀態(tài)，在鍵盤上點(diǎn)擊r鍵，使用選擇模式口，您可以選擇、隱藏模型或結(jié)果的一部分。點(diǎn)擊FLOMOTION中顯示的任意一個(gè)物體，那個(gè)物體將會(huì)以紅色 高亮，然后如果您點(diǎn)擊鍵盤上的F12鍵這個(gè)被選中的物體就會(huì)被隱藏起來(lái)，如果需要重新顯示，可以使用Shift

13、+F12。若要恢復(fù)所有隱藏的部分，可點(diǎn)擊FLOMOTION菜單中的Viewing/ Show All Objects。IFH列打1園網(wǎng)編庸國(guó)函CflftiWticFia:yiumri*L1 |Miri0-HMnilnlLUtMC 6.1-|t| XWdFwi 茂 |rihp 1| 4iijg_F3 a|oe E| 0Mani pulat on/Selectio n modestuDon3l_l_p3rt Frequency 7j0000e002 MPhase o DO步驟5:電場(chǎng)和磁場(chǎng)的可視化點(diǎn)擊FLOMOTION右工具欄中的切換到Manipulation狀態(tài)。為了觀察方便，可用鼠標(biāo)將箱體旋轉(zhuǎn)

14、到合適的角度。箱 體周圍透明紫色的區(qū)域?yàn)榍懊娌襟E2所建立的輸出VolumeRegio n,如果要隱藏該區(qū)域，可點(diǎn)擊右工具欄中的箭頭快捷鍵（也可使用F9在Manipulation和Selection之間進(jìn)行切 換），點(diǎn)擊Volume Region選中它（此時(shí)該區(qū)域邊界會(huì)紅色高 亮），點(diǎn)擊鍵盤上的F12即可隱藏。在窗口中選擇，Plot Editor菜單即會(huì)彈出（也可點(diǎn)擊頂部工具 欄中的Plot Editor快捷鍵:打開Plot Editor菜單）。在Plot Type中選擇Plane，點(diǎn)擊Create。選擇Display Scalar和Manipulator On選項(xiàng)。選中Plane中的Y-選項(xiàng)，

15、即可顯示垂直于Y平面的電場(chǎng)分布 （若選擇X或Z,即可顯示垂直于X或Z平面的電場(chǎng)分布）。若要改變電場(chǎng)分布的位置和透明度，可使用Plot Editor窗口中相對(duì)應(yīng)的滾動(dòng)條。點(diǎn)擊保存退出，回到FLOMOTION界面。電場(chǎng)和磁場(chǎng)的可視化電場(chǎng)和磁場(chǎng)的可視化在電場(chǎng)顯示平面的一角可看到快捷鍵Man ipulator，確認(rèn)處在Selection狀態(tài)下，選擇Manipulator，沿著垂直的方向拖 動(dòng)，會(huì)發(fā)現(xiàn)該操作可移動(dòng)電場(chǎng)平面。如果電場(chǎng)平面處在箱體 的底部，會(huì)發(fā)現(xiàn)電場(chǎng)在縫隙Slot附近比較強(qiáng)。應(yīng)將電場(chǎng)平面定位在箱體的中心位置。為了能看到箱體內(nèi)部的電場(chǎng)分布，需要隱藏箱體壁。確保在Selection狀態(tài)下（* ）

16、，選定箱體的頂壁點(diǎn)擊鍵盤上 的F12，采用同樣的操作隱藏箱體的前面和邊。如果需要掃 描箱體內(nèi)部電場(chǎng)分布，請(qǐng)使用Manipulator來(lái)移動(dòng)電場(chǎng)切面?，F(xiàn)在展示步驟3中指定的第一個(gè)頻率點(diǎn)（700MHz）的電場(chǎng)分 布圖，頻率值在FLOMOTION窗口上方有標(biāo)示。選擇File/ Load Frequency/Time data,加載其他的頻率點(diǎn)。在菜單中，選擇頻率874 MHz（系統(tǒng)的第一個(gè)諧振點(diǎn)），點(diǎn) 擊0K，保存退出。Frequency 1.36UDc+lja3 MHzPeak注意觀察電場(chǎng)分布的變化。電場(chǎng)和磁場(chǎng)的可視化在窗口頂部的工具欄中，點(diǎn)擊Lege nd Editor快捷鍵 ，改變 電場(chǎng)線的顏

17、色。在Scalars Field中選擇Electric Field。把Range改為User，盡量使用滾動(dòng)條來(lái)改變Max的大小，該 操作可改變電場(chǎng)分布圖的顏色，也許能更清楚的顯示出電場(chǎng) 分布情況。在874MHz，電場(chǎng)分布圖說明在該點(diǎn)發(fā)生諧振(TMy101)。 其他的諧振模式為1369 MHz (TMy111)和1419 MHz (TMy201)?？p隙諧振發(fā)生在1233 MHz。注意多觀察前面指定頻率 點(diǎn)的其他諧振模式。選擇頻率點(diǎn)874MHz(在FLOMOTION窗口中選擇File/ Load Frequency/Time data)，點(diǎn)擊Plot Editor快捷鍵丨】 打開Plot Edit

18、or菜單，勾掉Display Scalar，選擇Display Vector，關(guān)閉窗口。該操作可顯示電場(chǎng)矢量。點(diǎn)擊Vector Editor快捷鍵一，在Vector Field菜單中選擇E field，改變Scale， 使矢量場(chǎng)圖看起來(lái)更鮮明， 然后關(guān)閉窗 口。 在FLOMOTION,頂部工具欄中，把Vectors的值改為從Peak到Instantaneous點(diǎn)擊Play Backwards，演示電場(chǎng)相位的 動(dòng)畫。點(diǎn)擊Stop結(jié)束動(dòng)畫。ElecmcFiesl口(WIJ00餉i表面電流的可視化步驟6:表面電流的可視化顯示Metal和Wires表面電流的變化，有助于更好的解決EMC問題。繪制電流圖

19、前，需要選擇希望添加表面電流顯示的幾何部 分。進(jìn)入Selection模式（用F9在Selection和Manipulation之間切 換），圍繞箱體畫一個(gè)矩形（點(diǎn)擊左鍵，畫一個(gè)矩形）。該操作能選定矩形內(nèi)部所有的可見部分（所有選定的區(qū)域都 將被咼亮成紅色）。點(diǎn)擊Plot Editor快捷鍵 打開Plot Editor，從Plot Type中選 擇Surface,點(diǎn)擊Create。選擇Display Scalar選項(xiàng)，點(diǎn)擊Add，表面電流即會(huì)疊加在已 選定的區(qū)域內(nèi)。在Plot Type中選擇Plane,確認(rèn)Plane1高亮為藍(lán)色，勾掉Display Vector移去電場(chǎng)矢量圖Vector。在FLOMOTION窗口中，選Viewing/Show all objects擇，該操 作將把所有前面隱藏的部分顯露出來(lái)。確認(rèn)在Selection模式