Kỹ thuật chia lưới thích nghi tạo ra một lưới phù hợp cho các phép phân tích cấu trúc. Bằng cách thực hiện kỹ thuật chia lưới thích nghi, lưới được tự động điều chỉnh để đạt được một lưới chính xác và hiệu quả nhất có thể. Nếu không có kỹ thuật chia lưới thích nghi, thì việc tạo ra lưới chính xác sẽ dành cho người sử dụng. Đây là công việc chán ngắt và dễ gây ra lỗi. Với kỹ thuật chia lưới thích nghi, bạn sẽ biết câu trả lời đúng ở ngay lần đầu tiên.
Kỹ thuật chia lưới thích nghi làm việc như thế nào?
Thuật toán chia lưới thích nghi tìm các gradient lớn nhất trong trường E hoặc sai số và chia thành các mắt lưới trong các vùng này. Các vị trí đặc biệt, chẳng hạn như vùng gần biên của vật dẫn, phải chia thành các mắt lưới có dạng đặc biệt.
Sự gia tăng số lượng mắt lưới sau mỗi bước thích nghi (adaptive pass) được điều khiển bởi tuỳ chọn Tetrahedron Refinement trong phần Setup Solution (ở tab Advanced). Bạn nên chú ý rằng, tuỳ chọn Tetrahedron Refinement tính theo phần trăm. Điều này đảm bảo rằng giữa mỗi bước, mắt lưới được xáo trộn đủ và đảm bảo bạn sẽ không nhận được điểm hội tụ sai. Sau khi hệ thống mắt lưới lấp kín toàn bộ cấu trúc, lời giải được thực hiện và quá trình lặp lại cho tới khi hội tụ.
Sự hội tụ
Sau mỗi bước thích nghi, HFSS so sánh tham số S nhận được từ mắt lưới hiện tại với tham số S nhận được từ mắt lưới trước đó. Nếu kết quả không thay đổi so với giá trị được định nghĩa bởi người dùng hoặc giá trị Delta S không thay đổi, thì lời giải được coi là hội tụ, và mắt lưới hiện tại hoặc trước đó có thể được sử dụng để tính toán các tham số khác. Nếu lời giải đã hội tụ, thì về mặt kỹ thuật mắt lưới trước đó cũng như mắt lưới hiện tại. Trong trường hợp này, HFSS sẽ sử dụng mắt lưới trước đó để biểu diễn các đồ thị.
Khóa luận tốt nghiệp đại học Ngành: Thông tin vô tuyến
Trên hình vẽ cho ta thấy, lời giải hội tụ sau 6 bước thích nghi. Giá trị Delta S mà ta mong muốn là 0.02 (giá trị mặc định của HFSS, thông thường là đủ cho các ứng dụng), và sau khi lời giải hội tụ giá trị Delta S đạt được là 0.009711.
Delta S
Delta S là tiêu chuẩn mặc định được sủ dụng để xác định độ hội tụ của lời giải. Delta S được định nghĩa là giá trị chênh lệch lớn nhất của biên độ của tham số S giữa 2 bước thích nghi liên tiếp.
¾ Maxij[mag(SNij – S(N-1)ij], trong đó i và j là chỉ số của phần tử tuơng ứng trong ma trận S và N là số lượng bước thích nghi.
¾ Bởi vì đây là biên độ của một đại lượng vector, nó có thể biến đổi trong khoảng 0 đến 2.
Do kỹ thuật chia lưới thích nghi dựa trên trường E, việc chọn Adaptive Frequency (hay Solution Frequency) thích hợp có thể là tham số quyết định. Giống như bất kỳ điều gì trong kỹ thuật, tất cả các qui tắc đều có ngoại lệ, nhưng nói chung, các gợi ý dưới đây sẽ giúp bạn chọn Solution Frequency hợp lý.
¾ Các cấu trúc băng rộng: giới hạn trên của dải tần bạn quan tâm nên được sử dụng, do mắt lưới nhỏ hơn sẽ hợp lý ở tất cả các điểm tần số thấp hơn.
¾ Các bộ lọc hoặc các thiết bị băng hẹp: một tần số trong dải thông (pass-band) hoặc vùng hoạt động nên được sử dụng, do trong dải triệt (stop-band) thì trường E chỉ xuất hiện tại các port. ….
Thiết đặt tiêu chuẩn hội tụ
Ta thường yêu cầu độ chính xác quá lớn khi định nghĩa Delta S. Hãy nhớ rằng, quá trình chế tạo, các thiết bị trong phòng thí nghiệm và quá trình đo đạc đều có dung sai cố hữu. Nói chung, Delta S khoảng 0.02 (2%), đó là giá trị mặc định, hoặc 0.01 (1%) là đủ.
Sự hội tụ của lời giải – Ma trận S và các đại lượng trường
Tiêu chuẩn hội tụ được thiết lập dựa trên ma trận S. Thông thường, ma trận S hội tụ trước khi các đại lượng trường (E và H) hội tụ. Điều này nói lên rằng, nếu bạn đang tìm giá trị trường tuyệt đối trong miền không gian bạn định nghĩa, có thể bạn cần phải giải thêm một vài bước thích nghi để thu được cùng giá trị hội tụ mà bạn đạt được đối với ma trận S. Và điều này cũng còn phụ thuộc vào đại lượng trường (E hay H) mà bạn đang tìm lời giải. Ansoft HFSS tìm trực tiếp lời giải cho trường E. Từ trường E, nó tính ra trường H và từ trường H nó mới tính ra dòng. Do đó, các đại lượng trường cũng sẽ hội tụ khi thay đổi mật độ mắt lưới.