TLM求解器

TLM 是三維全波電磁算法的一種，在CST中和T-solver一樣都屬于時域算法，互相補充。

CST于2008年將TLM求解器收購。由于TLM求解器支持一些特殊的材料和結構，比如壓縮模型，二維材料，而在EMC仿真中常用這些特殊材料和結構將系統簡化，TLM便派上用場。

當然，在天線，PCB，生物模型SAR仿真方面，TLM也表現很好。TLM在這里我們用CST宏自帶喇叭天線為例，默認為時域T-solver，也就是FIT算法，單擊Mesh  View查看網格，網格數約7.7萬左右。

在GlobalProperties 下，轉換成TLM的網格，也就是轉換成了TLM時域求解器。

全局網格設置界面和時域Hexahedral網格一樣。TLM網格加密重點在于這個界面下的Specials，我們等下解釋。這里我們使用默認設置，關閉界面。這時再查看網格MeshView會發現沒有變化，因為TLM網格會在求解器運行同時自動更新。

點擊T-solver時域求解器，再次確定Meshtype已經自動選擇TLM，然后開始仿真Start。

仿真結束后，去到后處理Post-processing旁邊的logfile，可查看TLM的cell lumping功能自動節省多少網格數，這里是70%左右，也就是說TLM實際使用網格數為2萬左右。不同的模型網格減少量略有差別，大多數結構都能減少70%-90%，甚至90以上，相應的仿真時間也會減少。

這時再重新點擊MeshView查看網格，可見TLM網格是結構附近樹狀聚集（octreemesh）。由于TLM也支持最新的PBA技術，任何斜面曲面都能完美識別和計算，具體表現為變形的近結構網格。

看一下結果S11,這里我們快速轉換成FIT和FEM，用默認值仿真和TLM一起作比較，可以發現在沒提高精度的情況下，S11在8-10GHz還是有1dB 左右的差別。

接下來我們簡單提高一下TLM計算的精確度，其他設置當然包括求解器精度，邊界條件精度，材料精度等，這里我們只討論一下網格。在Mesh Global Properties的Specials 網格特殊設置，大多設置和時域頻域求解器一樣。TLM加密重點在Discretizer界面：

1. Limit octree cellsize near to model to: 近結構的網格尺寸，默認為Mesh Global Properties設置的最大Hexahedral網格, 也可以手動定義絕對值。

2. Cell sizesmoothing ratio: 網格尺寸過渡比，有效范圍2-5，默認為4，加密推薦2或3。

3. Limit cellconnects to 2:1：勾選會限制連接某個網格的網格數量為2，不勾選默認允許到5。此數量比和尺寸比可一起使用，確保網格平滑和精確，推薦常使用。

4. Point accuracyenhancement：內部三維結構處理和計算矩陣使用，默認為0%。100%意味著最高三維處理，但求解過程變慢。如果網格劃分遇到問題，或結構棱角細節精細，可適當調高，比如50%。

5. PBA設置，推薦常使用。

6. Maximum timestepreduction factor：由于太小的網格會影響時域計算的time step，一般用默認的2就行。

在分別加密和提高精度后，可以很容易得到三個不同算法的同樣結果，S11誤差控制在0.3dB以下；另外部分遠場數據比較也基本相同。這里我們案例相對簡單，其實更復雜的天線和系統的TLM仿真結果也被CST的技術人員和很多CST用戶驗證過，表現都很不錯。當然，TLM不是萬能的，也不能完全替代FIT，本文重點是幫助大家了解和使用TLM。