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応用分野

現代のシステム設計では、製品自体に加えて人体や建築物などの周囲環境を含めた考察が必要となることが少なくありません。 課題の規模と複雑さが大幅に増大するなかで、数値解析による3次元設計の果たす役割が徐々に重みを増しています。 測定の困難な問題を検討する手段としてばかりでなく、バーチャルプロトタイピングによる試作回数の削減、あるいは製造公差を加味したシミュレーションによる製品性能の確認など、設計製造プロセスのなかのさまざまな用途に役立てられています。

MW & RF / 光学分野

多彩な機能と解析手法を駆使したMHz帯から光学領域におよぶ高周波領域のシミュレーションはCST STUDIO SUITEが最も得意とする分野のひとつです。アンテナ素子単体またはアレイアンテナの設計と最適化では、広帯域シミュレーション、干渉とダイバーシティ、プラットフォームへの設置問題が手軽に行えます。バイオメディカル分野では生体熱やSARを含む曝露解析を画像診断装置やMRIの設計に応用できます。

スプラッシュプレートアレイアンテナ5.5 GHz
7T MRI フレキシブルアレイコイルのポイントSAR

EDA / エレクトロニクス

高データレート+コンパクトな構造+複雑なレイアウトの回路基板にはSI、PI、EMC等々難題が山積みです。電圧降下、PDNインピーダンス、信号の伝送特性を高速に解析するPCBシミュレーション専用のツールがあります。また、バイパスコンデンサの性能と価格のバランスを取りながら最適化を行うツールと、SI/PIやEMC問題の要因を検出するルールチェッカーを備えています。レイアウトを3Dモデルに変換し電磁界解析を、あるいは等価回路モデルに変換し回路シミュレーションを実行してSパラメータ、アイダイアグラム、TDRを計算することができます。

DDR4 RAMメモリチャネルの電界分布

EMC / EMI

通気口や継ぎ目などの小部分を近似する機能を使用して、ソルバー性能を損なわずに解析します。基板とケーブルとコネクタと筐体のすべてを含む機器全体について3次元EMCシミュレーションを行うことができます。
筐体からの漏洩電磁波

荷電粒子

CST STUDIO SUITE には荷電粒子運動の解析ツールがあります。粒子軌道計算、PIC 計算、ウエイクフィールド計算を行い、電子銃、マグネトロン、クライストロン、TWT コリメータやビーム検出器の設計に応用されています。
マルチパクション:同軸コネクタ内部の電子密度分布

静電磁界 / 低周波

高電圧大電流の送電網に使われるトランスやスイッチなどの電力機器には高い信頼性と安全性が求められます。低周波ソルバーは部品や装置の内部に生じる電磁界と電流を、渦電流効果などを考慮して計算します。その結果をマルチフィジックスシミュレーションに使用して、発熱による熱膨張を導出することもできます。
非破壊検査:
NDTコイルにより製品のきずに発生した渦電流

電磁界からマルチフィジックスへ

CST STUDIO SUITEではSAM(System Assembly and Modeling)機能を使用して、練成解析の設定やワークフローを自動的に制御できます。複雑なプロジェクトを階層的フレームワークに編成し、ユーザーが指定したシミュレーション設定にしたがってワークフローの制御と管理を行います。モデルアセンブリ(下図左)や解析ツール間のデータ転送、シミュレーションの設定と実行、最適化やポスト処理も含めて一括管理します。

アンテナ配置問題:
衛星筐体にアンカーポイントを設定することでアンテナアセンブリを自動化し、SAM機能による柔軟なシミュレーションを可能にします。
静電放電シミュレーション:
ケーブルツールで作成したケーブルモデルを車体モデルに配置します。詳細部分と空間部分を含む構造を電磁界ソルバーで解き、結合パスを特定します。

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