Różnicowe rozpuszczacze pól
Rozwiązacze pól różniczkowych działają poprzez rozwiązywanie równań Maxwella przy użyciu metod różnic skończonych. Metody te dyskretyzują przestrzeń w prostoliniową siatkę, w której pola elektryczne i magnetyczne są obliczane w każdym punkcie. Takie podejście doskonale nadaje się do analizy efektów wysokiej częstotliwości i ostrych przejść w projekcie, takich jak ślady sygnału na płytce drukowanej lub połączenia na chipie. Dokładność rozdzielacza różnicowego zależy od wielkości komórek siatki używanych do dyskretyzacji przestrzeni - mniejsze komórki prowadzą do dokładniejszych wyników, ale wymagają więcej zasobów obliczeniowych.
Metody różnic skończonych (FD) i elementów skończonych (FEM)
Różnicowa forma pola występuje w dwóch różnych smakach: różnicach skończonych (FD) i metodach elementów skończonych (FEM). Metoda różnic skończonych oferuje doskonałe właściwości konwergencji. Dzięki odpowiedniemu dostrojeniu rozdzielczości siatki i schematów numerycznych projektanci mogą uzyskać bardzo dokładne rozwiązania równań pola przy minimalnym wysiłku obliczeniowym. To sprawia, że jest to atrakcyjny wybór do zastosowań o krytycznym znaczeniu czasowym w projektowaniu układów scalonych, gdzie niezbędne są szybkie czasy realizacji.
Zintegrowane rozpuszczalniki pola
Z drugiej strony, integralne rozwiązania pola wykorzystują techniki integracji numerycznej do rozwiązywania równań Maxwella na powierzchniach lub objętościach w projekcie. Integralne solwery opierają się na dyskretacji źródeł pola elektromagnetycznego, takich jak gęstość ładunku powierzchniowego w celu rozwiązania pojemności. Typowe algorytmy obejmują metodę elementów granicznych (BEM) i metodę momentów (MoM).
Rozwiązania z pływającym losowym spacerem (FRW)
Algorytm Floating Random Walk (FRW) jest również zazwyczaj pogrupowany z solwerami pól, ale oficjalnie nie są rozwiązaniem pól, ponieważ ogólnie nie rozwiązują pól. W przeciwieństwie do tradycyjnych rozwiązywania pól, które wykorzystują metody deterministyczne do rozwiązywania równań, algorytm FRW wprowadza element stochastyczny poprzez włączenie losowych chodów do symulacji. Ta losowość pozwala na bardziej realistyczną reprezentację ruchu cząstek w złożonych środowiskach. Jedną z głównych wad FRW jest czasochłonny charakter algorytmu. Wymaga dużej liczby iteracji, aby uzyskać dokładne wyniki, co może znacznie wydłużyć czas symulacji.
Od lewej do prawej: Reprezentacje rozdzielaczy pól różnicowych, integralnych solwerów pól i pływającego losowego chodzenia. W przypadku rozwiązywania pól różnicowych (metoda różnicy skończonej FDM i metoda elementów skończonych FEM) układ jest reprezentowany za pomocą siatki prostoliniowej. W przypadku rozwiązywania pól integralnych (metoda elementu granicznego BEM i Metoda momentów MoM) tylko granica jest dyskretyzowana. W przypadku pływającego losowego chodzenia, który oficjalnie nie jest rozwiązaniem pola, ponieważ nie rozwiązuje pól, symulowane są losowe ścieżki cząstek między dwoma przewodnikami.
