电磁仿真的逐渐普遍化，是近几年来的一个热门话题，它允许设计工程师们在设计过程的早期利用仿真技术，帮助提升工作效率与保证其质量。
达索旗下的3DEXPERIENCE 功能十分强大，其中，CST Studio Suite（CST工作室套装）就可以帮助工程师们分析复杂系统的电磁性能，但CST电磁仿真技术具有学习曲线，需要一些经验才能有效使用。
图 1：CST 演播室套件®中的电缆仿真模型
通常，仿真工程师将设置电磁仿真模型并确保所有仿真设置是正确的。然后，他们将构建一个仪表板来与模拟模型交互，并将此仪表板发布给想要运行此模拟仿真的同事（应用：“流程体验工作室”）。
图 2：3DExperience 平台上基于 Web 的电缆仿真仪表板。
在本例中，我们选择了电缆串扰的电磁仿真作为演示模型。模拟设置于CST工作室套件。它由两条电缆组成：一条是输入，一条是输出，并将电缆之间的距离、输入线缆的长度和输出线缆的终点进行参数化。我们计算串扰的最大值(单位为伏特)以及最高串扰出现的频率。对于输入参数，仪表板上将使用简单的滑块。
仪表板提供了两种获取模拟结果的方法：
模型的直接模拟：模拟模型将直接运行（在云端或本地），仿真结果显示在浏览器中。这是最准确的方法，因为使用给定的输入参数执行仿真。
近似模型：这是一种非常快速的执行类型，因为它不需要您执行模拟。我们首先在仿真模型上运行DOE（实验设计），然后从中生成近似值。
近似值的生成是使用应用程序“模拟过程编辑器”执行的。它是一种设计空间探索类型的模拟，其中根据算法（全因子）选择输入参数，并使用径向基函数拟合生成的结果（结果分析应用程序提供不同的方法来拟合结果）。生成近似值后，可以通过仪表板保存和评估，只需几秒钟。
图 3：在仿真过程编辑器中设置 DOE
我们在生成近似值时遇到的问题之一是输出结果的行为不同。对于串扰的最大值，近似效果很好。但是，对于发生最大串扰的频率，近似值并不准确。原因是数据的行为方式：最大串扰是一个平滑函数，但最大串扰的频率不是。对于某些参数值，最大串扰位于我们定义的频带内，对于其他参数值，最大串扰位于频带的上限。这会导致非平滑行为，径向基函数不能很好地近似。
图 4：预测模型的准确性。左：对最大串扰的出色预测。右：对观察到最大串扰的最大频率的预测不佳。
为了解决这个问题，我们决定首先计算多个频率样本（100）的近似值，并从近似值中提取串扰发生的频率。这在数值上更加稳定，并提供可靠的结果。它还允许绘制完整的近似频谱，而不仅仅是最大值出现的频率。在如此多的采样点生成近似模型是使用 python 脚本自动化的。
这是过程编辑器的优点，它允许您插入自己的后处理，例如通过Python和Excel等。完成此操作后，我们有一个非常易于使用的非常好的模拟仪表板。此外，我们还添加了一项功能，可以从仿真模型生成图像，以告知用户他们实际仿真的内容。
图 5：优化流程编辑器中定义的仪表板后面的完整模拟过程。它包括方法的选择（近似或直接CST仿真）以及预测最大串扰发生频率所需的所有脚本。
借助 3DEXPERIENCE 平台上的这些强大工具和 CST Studio Suite 的强大功能，我们可以为设计人员提供电磁仿真，让他们在设计阶段的早期做出更明智的决策。
