Bộ giải trường vi phân
Các bộ giải trường vi phân làm việc bằng cách giải các phương trình Maxwell bằng phương pháp chênh lệch hữu hạn. Các phương pháp này phân biệt không gian thành một lưới thẳng, trong đó điện trường và từ trường được tính tại mỗi điểm. Cách tiếp cận này rất phù hợp để phân tích các hiệu ứng tần số cao và chuyển đổi sắc nét trong thiết kế, chẳng hạn như dấu vết tín hiệu trên bảng mạch in hoặc kết nối trên chip. Độ chính xác của một bộ giải vi sai phụ thuộc vào kích thước của các ô lưới được sử dụng để phân biệt không gian - các ô nhỏ hơn dẫn đến kết quả chính xác hơn nhưng đòi hỏi nhiều tài nguyên tính toán hơn.
Phương pháp chênh lệch hữu hạn (FD) và phần tử hữu hạn (FEM)
Dạng vi phân của trường có hai hương vị riêng biệt: phương pháp chênh lệch hữu hạn (FD) và phương pháp phần tử hữu hạn (FEM). Phương pháp chênh lệch hữu hạn cung cấp các tính chất hội tụ tuyệt vời. Với việc điều chỉnh độ phân giải lưới và sơ đồ số thích hợp, các nhà thiết kế có thể đạt được các giải pháp chính xác cao cho các phương trình trường với nỗ lực tính toán tối thiểu. Điều này làm cho nó trở thành một lựa chọn hấp dẫn cho các ứng dụng quan trọng về thời gian trong thiết kế mạch tích hợp, nơi thời gian quay vòng nhanh là điều cần thiết.
Bộ giải trường tích phân
Mặt khác, các bộ giải trường tích phân sử dụng các kỹ thuật tích hợp số để giải các phương trình Maxwell trên các bề mặt hoặc thể tích trong một thiết kế. Bộ giải tích phân dựa vào sự riêng biệt của các nguồn điện trường điện từ, chẳng hạn như mật độ điện tích bề mặt để giải điện dung. Các thuật toán phổ biến bao gồm phương pháp phần tử ranh giới (BEM) và phương pháp khoảnh khắc (MoM).
Bộ giải đi bộ ngẫu nhiên nổi (FRW)
Thuật toán Floating Random Walk (FRW) cũng thường được nhóm với các trình giải trường, nhưng chúng không phải là một bộ giải trường chính thức, vì chúng không giải cho các trường nói chung. Không giống như các bộ giải trường truyền thống sử dụng các phương pháp xác định để giải phương trình, thuật toán FRW giới thiệu một phần tử ngẫu nhiên bằng cách kết hợp các bước đi ngẫu nhiên vào mô phỏng. Sự ngẫu nhiên này cho phép biểu diễn thực tế hơn về chuyển động của hạt trong môi trường phức tạp. Một trong những nhược điểm chính của FRW là tính chất tốn thời gian của thuật toán. Nó đòi hỏi một số lượng lớn các lần lặp để có được kết quả chính xác, có thể làm tăng đáng kể thời gian mô phỏng.
Từ trái sang phải: Biểu diễn các bộ giải trường vi phân, bộ giải trường tích phân và bước đi ngẫu nhiên nổi. Với bộ giải trường vi sai (Phương pháp chênh lệch hữu hạn FDM và Phương pháp phần tử hữu hạn FEM), chip được biểu diễn bằng lưới thẳng. Với các bộ giải trường tích phân (Phương pháp phần tử biên BEM và Phương pháp khoảnh khắc MoM), chỉ có ranh giới được tách rời. Với bước đi ngẫu nhiên nổi, không chính thức là một bộ giải trường, vì nó không giải cho trường, các đường dẫn ngẫu nhiên của các hạt giữa hai dây dẫn được mô phỏng.
