COMSOL Multiphysics^® 6.2 发布亮点

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RF 模块更新

COMSOL Multiphysics^® 6.2 版本为“RF 模块”的用户引入了可对电缆的编织屏蔽层执行高效仿真的新特征、用于 PCB 基板的新材料模型，还改进了电磁波，边界元 接口的性能。请阅读以下内容，进一步了解这些更新。

“电磁波，频域”接口新增边界条件

电磁波，频域 接口中集成了新的电缆屏蔽层 特征，可以采用简化的边界条件来有效模拟复杂的屏蔽层，例如编织或穿孔类型，从而降低计算需求。

使用 电缆屏蔽层边界条件建模的编织屏蔽效应（基于 Vance 模型）。

“电磁波，边界元”接口的性能改进

现在可以在电磁波，边界元 接口的设置中选择对称平面，以减少计算时间。对称设置还可以控制远场计算和物理场控制的网格划分。您可以在新的使用边界元法计算金属球的 RCS (RF) 模型中查看此功能的应用演示。

此外，边界元法 (BEM) 在集群上的仿真速度比之前的版本快了 2.5 倍。如果考虑使用对称平面缩小模型的效果，仿真时间可快达 4 倍。除此之外，在集群上运行 BEM 模型的负载和内存平衡也得到了显著改善。

使用理想磁导体 (PMC) 对称平面支撑的半尺寸模型计算正面双基地雷达散射截面 (RCS)。

“电磁波，边界元”接口中新的和改进的特征

电磁波，边界元 接口中新增了阻抗边界条件 和多层阻抗边界条件，分别用于处理金属外部域和由多层结构覆盖的金属外部域。您可以在使用边界元法模拟偶极天线阵列教学案例中查看相关应用演示。

默认特征波动方程，电 现已包含所有标准电位移场模型 选项，例如相对介电常数、折射率、介电损耗 等，这一改进简化了使用不同材料的过程，并支持多种材料模型。

COMSOL Multiphysics 用户界面，显示了“模型开发器”，其中突出显示“阻抗边界条件”节点，并显示其对应的“设置”窗口；“图形”窗口中显示偶极天线阵列模型。

采用 阻抗边界条件描述有限电导率的偶极天线阵列的金属表面。

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新的电位移场模型

电磁波，频域 接口和电磁波，边界元 接口的波动方程，电 特征中新增一个电场位移模型宽带德拜模型，可用于准确描述 PCB 基板中的损耗和色散效应。

COMSOL Multiphysics 用户界面，显示了“模型开发器”，其中突出显示“波动方程，电”节点，并显示其对应的“设置”窗口；两个“图形”窗口都显示一维绘图，分别描述材料的相对介电常数和损耗角正切值。

使用 宽带德拜电场位移模型描述材料在 10 Hz 至 10 GHz 范围内评估的相对介电常数和损耗角正切值。

Drude-Lorentz 和德拜色散模型中添加了电导率

Drude-Lorentz 和德拜色散模型现在更加灵活，可以单独输入电导率。

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高阶元素

新版本中，电磁波，频域 接口和电磁波，瞬态 接口支持多达七阶的旋度单元。

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周期性条件的循环对称

在新版本中，已将循环对称 作为周期性选项添加到周期性条件 特征，这可对完整循环对称模型的一个扇区（而非整个模型）进行仿真，减少计算时间。

COMSOL Multiphysics 用户界面，显示了“模型开发器”，其中突出显示“周期性条件”节点，并显示其对应的“设置”窗口，其中“循环对称”周期性选项处于选中状态；“图形”窗口中显示周期性排列的电偶极子。

电偶极子周期性排列的径向电场。左图为完整解，中间图为仅一个扇区仿真结果（最右图）的完整旋转图，使用扇区数据集来生成数据。

时域物理场控制网格

时域接口电磁波，瞬态 和电磁波，时域显式 现在可根据仿真的频率或波长提供物理场控制网格建议。以下教学案例演示了这一更新功能的应用：

COMSOL Multiphysics 用户界面，显示了“模型开发器”，其中突出显示“网格”节点，并显示其对应的“设置”窗口，其中频率网格单元大小选项处于选中状态；“图形”窗口中显示双频天线模型。

最大网格大小由主要关注频率决定。

六边形均匀阵列因子

采用六边形均匀阵列因子可以快速估算三角形栅格上天线阵列的远场模式。在 6.2 版本中，六边形天线阵列提供了更低的旁瓣、更稳健的性能、更好的分辨率、更低的空间噪声和更广泛的覆盖范围。

通过将周期性基本单元模型与新的六边形均匀阵列因子相结合，可以快速估算出包含 169 个单元的天线阵列。

矢量的瞬时模变量

现在可以将新变量添加到 phys.normXi = sqrt(real(Xx)^2+real(Xy)^2+real(Xz)^2) 表单中，其中，phys 是任意物理标记的占位符，如 ewfd；X 是物理量的占位符，如电场 (E)、磁场 (H) 等。为时谐矢量波生成可视化效果时，这些变量尤其有用。

与传统的模定义（右图）相比，弯曲金属表面上表面电流密度的瞬时模（左图）更加直观地显示了波特性的动态效果。

用户定义的表面阻抗

现在可以直接在阻抗边界条件 特征和多层阻抗边界条件 特征中输入表面阻抗。在之前的版本中，表面阻抗需要通过边界或特征设置中定义的材料属性间接计算得出。本次更新简化了建模流程，适用于不太需要使用实际材料进行外部域建模的问题。

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闪电和静电放电 (ESD) 应用的自动路径参数化

电磁波，瞬态 接口中的边电流 特征可以根据所选几何的独特形状自适应地确定参数化路径，这一增强功能简化了闪电和 ESD 应用的建模流程。您可以在以下教学案例中查看此特征的应用演示：

COMSOL Multiphysics 用户界面，显示了“模型开发器”，其中突出显示“边电流”节点，并显示其对应的“设置”窗口；“图形”窗口中显示飞机模型。

在 边电流特征中，任意形状闪电通道的参数化路径已设置为自动。

受控参考边集总端口类型

集总端口 特征现在包含受控参考边 类型，用于指定额外的边选择，确保集总端口所在的两个导电边界之间的电压流向正确。

COMSOL Multiphysics 用户界面，显示了“模型开发器”，其中突出显示“集总端口”节点，并显示其对应的“设置”窗口，其中“受控参考边”选项处于选中状态；“图形”窗口中显示偶极天线模型。

辅助选择中的箭头方向有助于用户在计算之前验证电压流向。

毫米波应用的增强材料选项

RF 材料库得到扩展，现在包含以下材料：

来自康宁公司的 Alumina Ribbon Ceramic
来自 Garlock 的 WavePro^® WP025LDf、WavePro^® WP025、WavePro^® WP030、WavePro^® WP050、WavePro^® WP108、WavePro^® WP120 和 WavePro^® WP150
来自罗杰斯公司的 Radix™ 可打印介质材料
来自 Zetamix 的 Zetamix Ɛ Filaments、White Zirconia Zetamix Filament 和 Alumina Zetamix Filament

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菲涅尔透镜模型，其中以 Thermal Wave 和 Rainbow Light 颜色表显示远场模式。

使用 Zetamix Ɛ Filament Ɛ=2.2 作为透镜材料，由圆形喇叭天线驱动的菲涅尔透镜的辐射方向图。

螺旋二十四面体结构的可控有效介电常数。通过采用相对介电常数为 2.8 的 Radix™ 可打印介质材料，可以在所提供的多孔设计中获得 1.5 的介电常数值。

使用由 WavePro® WP025LDf 低损耗介电材料制成的陶瓷填充聚四氟乙烯 (PTFE) 介质透镜增强了孔径天线的增益。

1 g 和 10 g 质量的比吸收率 (SAR) 评估

在电磁波，频域 接口中，比吸收率 特征已得到扩展，用于对生物组织与电磁波的相互作用进行建模。计算完成后，此特征可提供预定义的组织接触 SAR 结果变量，这些变量表示 1 g 和 10 g 组织质量的 SAR 值，通常在工业应用中用于测量辐射接触水平。您可以在 Wi-Fi 天线附近人体头部的 SAR 模型中查看这一更新功能的应用演示。