[發明專利]設計空間分拆組合技術

無效

• 申請號: 201310178342.8
• 申請日: 2013-05-14
• 公開（公告）號: CN103294854A
• 公開（公告）日: 2013-09-11
• 發明（設計）人: 彭堅
• 申請（專利權）人: 蘇州可見波軟件有限公司
• 主分類號: G06F17/50
• 分類號: G06F17/50
• 代理公司: 南京縱橫知識產權代理有限公司 32224
• 代理人: 董建林

技術領域

本發明涉及一種設計空間分拆組合技術，適用于、但不局限于電磁仿真領域的設計空間分拆組合技術。

背景技術

國內外市場上現有的電磁仿真技術，采用矩量法、邊界元法、有限元法、差分法、或有限體積法，對麥克斯韋偏微分方程進行離散化，將其近似成一個幾十萬到幾百萬未知數的巨大線性系統。計算這一系統的結果，所需時間往往數以天計，乃至周計、甚至月計；而且運算所需的硬件資源，也非一般使用者能夠承受。因此，現今市場中的電磁場仿真軟件，根本無法適應設計時需要實時獲得結果的特點，一般只能用于對時間不敏感的驗證與分析活動，即它們屬于分析型仿真軟件。

這一仿真技術瓶頸，已經阻礙電磁仿真計算的發展近20年了。即使是當前最前沿的研究，也只是將此超大線性方程組分割成子矩陣，然后通過同步使用多核多線程計算技術、分別計算子矩陣來加快運算速度。問題是，所有的子矩陣必須同步計算，因此從實際上來來講，這一方法仍是以大資源、大投入來換取短時間，并未從根本上突破現有技術面臨的困境。目前，學術界已經很少這方面的研究活動，而工業界基本是走老路，期望硬件發展能繼續遵循“摩爾定律”提速、進而通過硬件來解決仿真運算慢的問題。即使是處于電磁場仿真最前沿的HFSS軟件，也未能脫俗，多年來一直沒有提供一個市場亟需的設計型仿真軟件產品。

發明內容

為了克服以上不足，本發明根據線性系統的可疊加性的原理設計出了一種適用于大型線性系統高速仿真的設計空間分拆組合技術。

本發明的主要技術內容如下：

一種設計空間分拆組合技術，包括以下步驟：

（1）、用三維建模軟件建立仿真對象的幾何模型，將所有元件都包含在一個有限的、可以在計算機內代表的設計空間內；

（2）、將幾何模型所處的設計空間模型劃分成多個較小的子空間，劃分的基本要求是劃分后形成的子空間表面形狀比較規則，易于連接；

（3）、將步驟（2）劃分好的設計空間模型分別進行第一次仿真運算；

（4）、仿真運算后，提取子空間的完整區域模型，包括幾何、材料、邊界、匹配、數學等參數；

（5）、將步驟（4）獲得的子空間完整區域模型疊加并重組空間，獲得一個與原始空間等效的、但更簡單更易于計算的新設計空間；

（6）、將重組后的新設計空間作為新的仿真空間進行二次仿真運算，獲得一個物理量在原始設計空間內的解。

上述步驟（3）和步驟（6）的仿真運算的算法，適用于有限元法、矩量法、邊界元法、差分法、有限體積法等傳統仿真算法中的任何一種。

上述步驟（4）的子空間的完整區域模型，包括幾何、材料、邊界、匹配、數學等參數。

上述步驟（5）重組的等效設計空間，可以重現原始設計空間的所有物理現象。

借由上述技術方案，本發明至少具有下列優點：

與市場上現有電磁仿真軟件、以及它們所采用的技術相比，本項目創新之處：

自主研發的全新仿真算法。通過對設計空間的分拆重組，避免了對麥克斯韋偏微分方程離散化后產生的大線性系統，提高仿真速度的同時減少對計算資源的需求，在世界上首次突破了阻礙電磁仿真計算發展近20年的技術瓶頸。與市場上標桿產品相比，速度提高了幾個數量級；并且，所得結果“完整區域模型”可以被反復使用，進一步提高了工作效率。

本發明的具體實施方式由以下實施例及附圖詳細給出。

附圖說明

圖1為實施例中的原始系統C；

圖2為實施例中的分解的子系統A；

圖3為實施例中的分解的子系統B。

具體實施方式

為更進一步闡述本發明為達成預定發明目的所采取的技術手段及功效,以下結合附圖及較佳實施例，對依據本發明提出的其具體實施方式、結構、特征及其功效，詳細說明如后。

一種設計空間分拆組合技術，特別是電磁仿真領域，包括以下步驟：

（1）、用三維建模軟件建立仿真對象的幾何模型，將所有元件都包含在一個有限的、可以在計算機內代表的設計空間內；

（2）、將幾何模型所處的設計空間模型劃分成多個較小的子空間，劃分的基本要求是劃分后形成的子空間表面形狀比較規則，易于連接；

（3）、將步驟（2）劃分好的設計空間模型分別進行第一次仿真運算；

（4）、仿真運算后，提取子空間的完整區域模型，包括幾何、材料、邊界、匹配、數學等參數；

（5）、將步驟（4）獲得的子空間完整區域模型疊加并重組空間，獲得一個與原始空間等效的、但更簡單更易于計算的新設計空間；