ANSYS EMA3D 是一款专业的三维全波电磁仿真软件,其核心专长在于电缆线束的电磁兼容性(EMC)、电磁脉冲(EMP)效应以及雷电间接效应的分析。它基于时域有限差分(FDTD)方法,能够高效、精确地预测复杂系统(尤其是包含大量线缆的系统)在恶劣电磁环境下的响应。主要包含两大模块:EMA3D Cable 和 EMA3D Charge。
目录
EMA3D Cable:线缆电磁耦合的终极解决方案
对于飞机、汽车、船舶等大型平台而言,其内部密布的线缆网络是电磁干扰最主要的耦合路径和辐射源。EMA3D Cable 专门用于解决这类问题,其主要功能特点包括:
- 混合求解器技术:EMA3D Cable 创造性地将 FDTD 全波电磁求解器与多导体传输线(MTL)求解器相结合。FDTD 用于精确模拟三维空间的电磁场传播和与设备壳体的耦合,而 MTL 则高效地计算线缆束内部导线间的串扰和电磁场感应电流。这种混合方法兼顾了精度和效率,使得对整个平台的复杂线缆系统进行仿真成为可能。
- 亚网格建模:传统FDTD方法要求网格尺寸远小于目标几何尺寸,这对于模拟细小的线缆来说会导致巨大的计算量。EMA3D Cable 采用了先进的亚网格技术,可以在不加密整体网格的情况下,精确地在粗网格中嵌入线缆模型,极大地节省了计算资源。
- 真实的线缆建模:支持对复杂线缆束进行详细建模,包括各种类型的导线(单线、双绞线、同轴电缆)、屏蔽层(编织屏蔽、箔屏蔽)以及复杂的线缆连接器和接地策略。
应用场景:
- 高强度辐射场 (HIRF):评估外部强电磁场在飞机线缆上感应的电流电压,确保飞行安全。
- 雷电间接效应 (LIE):分析雷击电流通过机身时,在线缆上产生的感应瞬态信号,评估设备抗扰度。
- 电磁干扰 (EMI):预测线缆的辐射发射,以及对外部电磁场的敏感度,优化线缆布局和屏蔽设计。、
- 串扰分析:评估线缆束内部不同信号线之间的串扰,确保信号完整性。
EMA3D Charge:表面和内部充电效应仿真
在高空或外太空环境中,航天器会受到高能带电粒子的轰击,导致表面和内部材料充电,可能引发静电放电(ESD),对星上电子设备造成严重威胁。EMA3D Charge 正是为解决这类问题而设计。
- 空间等离子体环境仿真:模拟不同轨道(LEO, MEO, GEO)的空间等离子体环境。
- 材料充电分析:计算带电粒子在介质材料和悬浮金属上的积累过程和电势分布。
- 静电放电(ESD)风险评估:预测潜在的放电位置和放电能量,指导防护设计。
- 与结构和热分析协同:可以与 Ansys Mechanical 和 Ansys Thermal 等工具进行多物理场耦合分析。
ANSYS EMA3D 2025 新功能
- 自动化工作流程升级
全系统仿真自动化:通过自动材料分配(基于Ansys Granta)、自动网格划分及自动后处理,实现全设备/全车辆级电磁仿真流程的自动化运行。
多电缆线束工具:支持多种电缆数据库格式导入,自动连接不同线束并快速分配终端电路元件,简化复杂线束系统建模。 - AI与数据可视化
AI集成:新增基于物理模型的AI助手(Ansys Engineering Copilot),可优化仿真流程并提升效率。
结果分析优化:在Discovery平台中新增电磁兼容性(EMC)标准曲线自动生成功能,便于快速验证设计合规性。 - 性能与效率提升
多物理场协同:通过AI驱动的智能工具,实现电磁仿真与结构、流体等物理场的跨学科优化。
云与GPU加速:依托云计算和GPU优化技术,加速大规模电磁场计算速度。
ANSYS EMA3D 2025R2 安装教程
- 注意:此产品采用和 ANSYS 2025一样的证书管理器,如果已安装证书管理器,直接安装ANSYS EMA3D 2025R2 即可
- ANSYS 2025 所有产品的安装步骤都是一样的,先安装证书管理器,然后安装对应软件即可
- ANSYS License Manager证书管理器对所有ANSYS 2025产品通用,只需要安装一次【ANSYS License Manager 2025】证书管理器即可,无需重复安装
- 如有安装低版本的ANSYS License Manager(如2024),请先卸载
首先安装ANSYS许可证管理器
1、打开安装包下Ansys.License.Manager.2025R2.Win64文件夹,管理员身份运行setup,点击安装ANSYS许可证管理器
2、点击OK,下一步
3、选择安装目录,下一步
4、下一步
5、安装中
6、下一步
7、退出
8、打开tercel文件夹,复制Shared Files文件夹至安装目录的Ansys Inc文件夹下替换
默认路径:C:\Program Files\ANSYS Inc
9、点击Get System Hostid Information,复制其下的HOSTID
10、打开tercel下的ittel.txt文件,将XXXXXXXXXX替换为上一步复制的HOSTID,点击保存
11、点击Add a License File,点击browse选择修改后的ittel.txt文件,点击INSTALL LICENSE FILE
12、证书安装成功
安装 ANSYS EMA3D 2025R2
1、新建环境变量:右键此电脑-属性-高级系统设置–环境变量–系统变量–新建
变量名:ANSYSLMD_LICENSE_FILE 变量值:1055@localhost
2、打开安装包下setup文件夹,管理员身份运行EMA3D.exe,点击install
3、选择安装位置和组件,下一步
4、安装中
5、打开tercel文件夹,复制v252文件夹至安装目录下,替换同名文件夹
默认路径:C:\Program Files\Ansys Inc
6、重启电脑
7、运行Ansys Licensing Settings 2025 R2,点击FlexNet Publisher > License servers,打开Enabled,
输入:Port: 1055,Server 1: localhost,点击test,然后点击save
8、安装成功