Rezolvatoare de câmp diferențial
Rezolvatorii de câmp diferențial lucrează prin rezolvarea ecuațiilor lui Maxwell folosind metode de diferență finită. Aceste metode discretizează spațiul într-o rețea rectilinie, unde câmpurile electrice și magnetice sunt calculate în fiecare punct. Această abordare este potrivită pentru analiza efectelor de înaltă frecvență și a tranzițiilor ascuțite într-un design, cum ar fi urmele de semnal pe o placă de circuit imprimat sau interconexiunile pe un cip. Precizia unui rezolvator diferențial depinde de dimensiunea celulelor grilei utilizate pentru discretizarea spațiului - celulele mai mici duc la rezultate mai precise, dar necesită mai multe resurse de calcul.
Metode diferențe finite (FD) și elemente finite (FEM)
Forma diferențială a câmpului vine în două arome distincte: diferența finită (FD) și metodele cu element finit (FEM). Metoda diferențelor finite oferă proprietăți excelente de convergență. Cu reglarea corectă a rezoluției rețelei și a schemelor numerice, proiectanții pot obține soluții extrem de precise la ecuațiile de câmp cu un efort de calcul minim. Acest lucru îl face o alegere atractivă pentru aplicațiile critice în timp în proiectarea circuitelor integrate, unde timpii rapizi de întoarcere sunt esențiali.
Rezolvatoare integrale de câmp
Pe de altă parte, rezolvatorii de câmp integral folosesc tehnici de integrare numerică pentru a rezolva ecuațiile lui Maxwell pe suprafețe sau volume într-un design. Solverele integrale se bazează pe discretizarea surselor de câmp electromagnetic, cum ar fi densitatea sarcinii de suprafață pentru a rezolva capacitatea. Algoritmii obișnuiți includ metoda elementului limită (BEM) și metoda momentelor (MoM).
Solutoare plutitoare de mers aleatoriu (FRW)
Algoritmul Floating Random Walk (FRW) este, de asemenea, de obicei grupat cu rezolvatori de câmp, dar nu sunt oficial un rezolvator de câmp, deoarece nu rezolvă câmpurile în general. Spre deosebire de rezolvatorii de câmp tradiționali care folosesc metode deterministe pentru a rezolva ecuațiile, algoritmul FRW introduce un element stocastic prin încorporarea plimbărilor aleatorii în simulare. Această aleatorie permite o reprezentare mai realistă a mișcării particulelor în medii complexe. Unul dintre principalele dezavantaje ale FRW este natura consumatoare de timp a algoritmului. Este nevoie de un număr mare de iterații pentru a obține rezultate precise, ceea ce poate crește semnificativ timpul de simulare.
De la stânga la dreapta: Reprezentări ale rezolvatorilor de câmp diferențiali, rezolvatorilor de câmp integrali și plimbărilor aleatorii plutitoare. Cu solverele de câmp diferențial (Metoda diferenței finite FDM și metoda elementului finit FEM), cipul este reprezentat cu o grilă rectilinie. Cu rezolvatorii integrali de câmp (Metoda elementului limită BEM și Metoda momentelor MoM), numai limita este discretizată. Cu mersul aleatoriu plutitor, care nu este oficial un rezolvator de câmp, deoarece nu rezolvă câmpuri, sunt simulate căi aleatorii de particule între doi conductori.
