一种基于矩量法的多芯航空连接器电磁模型的快速生成方法技术

本发明专利技术公开了一种基于矩量法的多芯航空连接器电磁模型的快速生成方法，包括以下步骤：建立航空连接器连接位置层的二维模型，再将二维模型按照平面三角形单元方式剖分离散化；对各个二维区域的网格材料进行标号得到材料号；对得到的材料号按照外导体、内芯、内导体和其他进行分组，得到分组表；其中所述内芯组需要填充介质材料；对所有生成的外导体组、内芯组、内导体组构成平面三角形网格，每个网格延网格正法向生长即延展L米。本发明专利技术通过平面二维几何结构的剖分，生长为体网格，并通过网格的分类复制移动，提高了适用于矩量法和多层快速多极子方法求解多芯传输线结构的体网格和面网格的电磁结构模型生成。和面网格的电磁结构模型生成。和面网格的电磁结构模型生成。

【技术实现步骤摘要】
一种基于矩量法的多芯航空连接器电磁模型的快速生成方法


[0001]本专利技术涉及计算电磁学领域，特别涉及一种基于矩量法的多芯航空连接器电磁模型的快速生成方法。

技术介绍

[0002]航空插头是连接器的一种，源于军工行业，故得名，简称航插。航空插头是连接电气线路的机电元件，因此其自身的电气参数是选择航空插头首先要考虑的问题。正确的选择和使用航空插头是保证电路可靠性的一个重要方面。因此在设计航空连接器的时候，进行正确快速的建模是很重要的。
[0003]然而现有技术存在以下问题：(1)面临整个三维模型的建立与体网格剖分；(2)常规的三维建模导致的剖分容易导致网格数量非常巨大；(3)常规三维建模生成的网格导致计算效率偏低。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的在于克服现有技术的不足，提供一种基于矩量法的多芯航空连接器电磁模型的快速生成方法。
[0005]本专利技术的目的是通过以下技术方案来实现的：
[0006]本专利技术的第一方面，提供一种基于矩量法的多芯航空连接器电磁模型的快速生成方法，包括以下步骤：
[0007]建立航空连接器连接位置层的二维模型，再将二维模型按照平面三角形单元方式剖分离散化；
[0008]对各个二维区域的网格材料进行标号得到材料号；
[0009]对得到的材料号按照外导体、内芯、内导体和其他进行分组，得到分组表；其中所述内芯组需要填充介质材料；
[0010]对所有生成的外导体组、内芯组、内导体组构成平面三角形网格，每个网格延网格正法向生长即延展L米；
[0011]将生成的体网格和面网格转换为矩量法求解器支持的体网格和面网格；
[0012]分别提取延展内导体组和延展外导体组所得体网格的外包裹面网格，得到内导体包裹面网格和外导体包裹面网格；
[0013]按照所述分组表，将内芯组材料号对应的网格沿法向移动至对应的L米处，用即用封口面网格堵住航空连接器的封口；
[0014]将生成的体网格保存至体网格文件，将生成的内导体包裹面网格和外导体包裹面网格、和生成的封口面网格保存至面网格文件，生成的多芯航空连接器的电磁模型。
[0015]进一步地，所述网格的生长方式为三棱柱体网格。
[0016]进一步地，所述将生成的体网格和面网格转换为矩量法求解器支持的体网格和面网格包括：将三棱柱体网格转换为四面体网格。
[0017]进一步地，所述每个网格沿网格正法向生长即延展L米，包括：共延展n次，每次延展距离为L/n米。
[0018]进一步地，所述方法还包括：
[0019]对多芯航空连接器的电磁模型设置激励源生成端口。
[0020]进一步地，所述方法还包括：
[0021]将各自层高处的网格设置为PEC边界，将生长得到的体网格的材料设置为介质板材料。
[0022]进一步地，所述方法还包括：
[0023]利用计算矩阵[A]nbase
×
nbase
填充得到矩量法计算所需要的系统矩阵[A]n
×
n
，其中nbase为模型中所有基函数未知量总数。
[0024]进一步地，所述方法还包括：
[0025]利用激励项[rhs]nbase
填充得到矩量法计算所需要的右侧向量。
[0026]进一步地，所述方法还包括：
[0027]利用矩阵计算求解Ax＝rhs得到x，为每个基函数ibase未知量上的电流量x[ibase]，ibase为1到nbase的整数下标。
[0028]进一步地，所述方法还包括：
[0029]借助于所述x计算得到近远场分布。
[0030]本专利技术的有益效果是：
[0031]在本专利技术的一示例性实施例中，通过平面二维几何结构的剖分，生长为体网格，并通过网格的分类复制移动，提高了适用于矩量法和多层快速多极子方法求解多芯传输线结构的体网格和面网格的电磁结构模型的生成效率。
附图说明
[0032]图1为本专利技术一示例性实施例公开的方法流程图；
[0033]图2为本专利技术一示例性实施例公开的四芯航空连接器与屏蔽线结构示意图；
[0034]图3为本专利技术一示例性实施例公开的航空连接器连接位置层的二维模型与剖分离散化示意图；
[0035]图4为本专利技术一示例性实施例公开的二维区域的网格材料标号示意图；
[0036]图5为本专利技术一示例性实施例公开的延展效果示意图；
[0037]图6为本专利技术一示例性实施例公开的网格生长方式为三棱柱体网格的示意图；
[0038]图7为本专利技术一示例性实施例公开的多次延展方式效果示意图；
[0039]图8为本专利技术一示例性实施例公开的三棱柱网格转换成四面体网格的示意图；
[0040]图9为本专利技术一示例性实施例公开的生成的多芯航空连接器的电磁模型示意图；
[0041]图10为本专利技术一示例性实施例公开的航空连接器连接的某喇叭远场方向图。
[0042]图11为本专利技术一示例性实施例公开的剖分离散具体实现方式示意图。
具体实施方式
[0043]下面结合附图对本专利技术的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人
员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。
[0044]在本申请使用的术语是仅仅出于描述特定实施例的目的，而非旨在限制本申请。在本申请和所附权利要求书中所使用的单数形式的“一种”、“所述”和“该”也旨在包括多数形式，除非上下文清楚地表示其他含义。还应当理解，本文中使用的术语“和/或”是指并包含一个或多个相关联的列出项目的任何或所有可能组合。
[0045]应当理解，尽管在本申请可能采用术语第一、第二、第三等来描述各种信息，但这些信息不应限于这些术语。这些术语仅用来将同一类型的信息彼此区分开。例如，在不脱离本申请范围的情况下，第一信息也可以被称为第二信息，类似地，第二信息也可以被称为第一信息。取决于语境，如在此所使用的词语“如果”可以被解释成为“在
……
时”或“当
……
时”或“响应于确定”。
[0046]参见图1，图1示出了本专利技术一示例性实施例提供的一种基于矩量法的多芯航空连接器电磁模型的快速生成方法，在本示例性实施例中，以图2所示的四芯航空连接器与屏蔽线为例，描述该方法的模型生成方案。
[0047]所述包括以下步骤：
[0048]S01：如图3所示，建立航空连接器连接位置层的二维模型，再将二维模型按照平面三角形单元方式剖分离散化；
[0049]剖分离散的作用是将二维几何结构转换为电磁数值计算可用的二维网格结构，而二维几何结构是不能直接用于进行电磁数值计算的；即剖分离散是将二维几何结构转换为三角形单元列表形式的网格结构，如图11所示(左侧为二维几何结构，右侧为二维网格结构)。剖本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于矩量法的多芯航空连接器电磁模型的快速生成方法，其特征在于：包括以下步骤：建立航空连接器连接位置层的二维模型，再将二维模型按照平面三角形单元方式剖分离散化；对各个二维区域的网格材料进行标号得到材料号；对得到的材料号按照外导体、内芯、内导体和其他进行分组，得到分组表；其中所述内芯组需要填充介质材料；对所有生成的外导体组、内芯组、内导体组构成平面三角形网格，每个网格沿网格正法向生长即延展L米；将生成的体网格和面网格转换为矩量法求解器支持的体网格和面网格；分别提取延展内导体组和延展外导体组所得体网格的外包裹面网格，得到内导体包裹面网格和外导体包裹面网格；按照所述分组表，将内芯组材料号对应的网格沿法向移动至对应的L米处，用即用封口面网格堵住航空连接器的封口；将生成的体网格保存至体网格文件，将生成的内导体包裹面网格和外导体包裹面网格、和生成的封口面网格保存至面网格文件，生成的多芯航空连接器的电磁模型。2.根据权利要求1所述的一种基于矩量法的多芯航空连接器电磁模型的快速生成方法，其特征在于：所述网格的生长方式为三棱柱体网格。3.根据权利要求2所述的一种基于矩量法的多芯航空连接器电磁模型的快速生成方法，其特征在于：所述将生成的体网格和面网格转换为矩量法求解器支持的体网格和面网格包括：将三棱柱体网格转换为四面体网格。4.根据权利要求1或2或3所述的一种基于矩量法的多芯航空连接器电磁模型的快速生成方法，其特征在于：所述每个网格沿网格正法向生长即延展L米，包括：共延展n次，每次延展距离为...

【专利技术属性】
技术研发人员：李尧尧，蔡少雄，胡蓉，曹成，苏东林，
申请(专利权)人：北京航空航天大学，
类型：发明
国别省市：