安氏新能源(双口镇的地理环境)

津福公路、津永公路、津霸公路、津同公路、津保高速公路辅道在双口镇交织成网，京九铁路津霸联络线建有客货两用车站。双口镇距天津国际机场25公里，距天津新港60公里，距京塘高速公路入口处10公里，距津保高速公路外环线入口处5公里，距天津市区中心15公里。镇域内规划的“双青新家园”被市政府列为天津10个环外新城区之一，共分三部分，南侧青光中心镇区，中间为双青新家园（预计2008年底即可开始启动），北侧为双口中心镇区。 双口工业园区是天津市人民政府2006年4月24日批准设定17个市级开发区之一，并于2006年5月31日经国家发改委批准成立。规划面积为230公顷，其中工业用地2600亩，仓储物流用地220亩，商业金融用地180亩。四至范围：北起津永路，西至规划环外快速路、南至津保快速路、东为京福公路。随着“双青新家园”的建设实施，天然气、供热管网也将通入工业园区，污水规划排入“双青新家园”污水处理厂，天津地铁一号线总站规划在园区南侧。

双口镇坚持把提高项目质量、优化产业结构摆在优先位置，推动工业服务业向规模化、集约化、高质化转型，拓宽发展空间，增强发展后劲。2010年1至9月，该镇实现工业固定资产投入8.4亿元，财政收入8611万元，同比分别增长了46.4%和53.68%。

该镇把招商“选资”作为经济发展的重点，对项目的行业属性、投资规模、单位土地税收贡献率、环境成本、远期收益等多方面进行综合评估、筛选，引进含金量高的项目。借助天津医药医疗器械工业园的园区优势，该镇引进了冠宝PVC、吉利光大医疗用品包装、合利昌汽车配件等一批占地少、投资大、效益高的好项目，全镇逐渐形成以医药医疗用品生产、医药物流、新材料新能源为主导的产业结构。另一方面，该镇苦练内功，扎实推进招商环境的建设，以优质的环境和一流的服务吸引客商。2009年至今，该镇先后完成了新津永公路、东四工业区永保路延长线及下水管网、天然气管道等重大工程，使双口的招商环境得到显著提升。 农业为双口镇的重要产业。全镇现有林业耕地面积9511亩，果树种植面积15130亩，蔬菜播种面积8458亩，盛产玉米、苹果、梨、桃、葡萄等农产品。畜牧业方面，2009年全镇奶牛饲养量已超过万头，日产优质鲜奶12万公斤；生猪饲养量5.5万多头，蛋鸡存栏18万只。

双口镇以发展生产、生活、生态一体的都市型农业为目标，在原有基础上加快北部设施农业区、安光芦笋种植区、西部奶牛聚集区和精品果种植区四个集生产生活、生态观光为一体的优势产业区域的建设，逐步形成规模化、合理化的产业布局。北部设施农业区自2008年起三年内建成连片千亩的现代温室大棚蔬菜菌类种植示范区，配套路水电。政府在贷款贴息引导的基础上引入农业招商机制，广泛吸引社会资金、金融资金和农民资金的参与，为该区域的发展备足后劲；安光芦笋种植区以安光村为核心，辐射带动周边各村，发展连片5000亩芦笋种植基地，在奶牛聚集区政府投入启动资金4000多万元建成八个高标准的市级无公害奶牛养殖小区，制定奶牛良种补贴、统一防疫等扶持政策，同时结合龙头企业带动，形成高效益的奶业产业链；面积达万亩的精品果种植区，在原津西北果品基地的基础上提高果品品质，引进精品皇冠梨、玫瑰香葡萄等适销对路、附加值高的品种，使双口成为真正意义上的瓜果之乡。 结合北辰区一村一品发展规划和实施方案，坚持宜种则种、宜养则养、宜加工则加工，重点发展特色种植、特色畜禽、反季节蔬菜、水果等产业，双口镇立足区位、资源和产业等优势，以农业产业化为核心，充分调动群众的积极性，大力发展一村一品工程激活农村经济。

2011年全镇生产总值实现18.15亿元，年均增长23.1%；一般预算收入全口径完成1.83亿元，是2006年的7.21倍，比镇二届人大一次会议确定的奋斗目标增加了1个多亿，年均增长48.5%，镇本级一般预算收入5450万元，是2006年的7.87倍，年均增长51.1%；全社会固定资产五年累计投入53.1亿元，年均增长28%；到位内资五年累计投入46.6亿元，年均增长22.3%；到位外资五年累计投入4728万美元，年均增长21.4%；农民人均纯收入1.42万元，年均增长10%，全镇经济社会实现了快速健康发展。

（二）城镇发展布局基本形成

按照天津市新农村建设的总体要求，谋划我镇“三区”联动发展新格局。一是综合镇域内人文地理、自然资源、生产力状况等因素，将小城镇建设规划为镇中心区和河头片区，并于2010年3月经市政府常务会议审议通过，列入了天津市第四批小城镇建设试点 。前期地上物测量、融资平台搭建、拆迁还迁方案制定等准备工作基本完成，正在履行各种民主程序。二是经过积极向市、区争取，占地8.79平方公里的天津医药医疗器械工业园于2009年成功落户北辰西部，其中我镇约占5平方公里。在镇村干部的共同努力和广大群众的支持配合下，除部分厂房需分期拆除外，土地整理工作基本完成，一批大项目、好项目正在抓紧建设中。三是聘请天津市农村经济与区划研究所，在对我镇未来五年农业发展进行科学论证的基础上，初步完成了集生态农业、高效农业、观光农业于一体的两万亩农业发展规划。示范工业园区、农业产业园区、农村居住社区“三区”联动的发展格局已基本形成。 （三）产业结构进一步优化

坚持“做大农业、做强工业、做优服务业”的工作思路，推进三次产业优化升级。在农业发展上，五年累计投入9600多万元，引进了脱毒马铃薯和黄瓜籽种繁育、梦德良种奶牛等农业龙头项目3个；建成金鸿顺生猪养殖等规模化养殖小区7个；推广种植岔房子山药、徐堡大枣、河头食用菌、丁平三鲜食玉米等特色种植基地7个；发展设施农业1380亩；兴建二代节能温室和工厂化菌类种植车间45.76万平米；农民专业合作社增至26家，其中市级专业合作社4家；徐堡被评为全国种植业“一村一品”示范村，岔房子山药、郝堡蔬菜取得了绿色认证和有机认证。农业经济特色化、规模化、品牌化、市场化发展趋势日渐明显。2011年，全镇奶牛存栏达到1.1万头，生猪存栏达到1.8万头，蛋鸡存栏达到21万只。到2011年底农业增加值预计实现1.7亿元，年均增长7.7%。五年农业固定资产投入累计达到1.2亿元，年均增长25.6%。在工业发展上，依托天津医药医疗器械工业园和东四工业区，全力做好招商引资。五年累计引进千万元以上工业项目51个，其中永大电梯、曼特斯空冷等亿元以上项目5个，总投资达到25亿元。2011年全镇年销售收入2000万元以上的规模企业达到60家，比2006年底增加了45家。安氏蜂业获得天津市著名商标，11家企业通过ISO9000、ISO14000质量体系认证。成立市级技术中心1个、区级技术中心3个。认定科技型中小企业122家，获批市级科技项目1个、区级科技项目11个。到2011年底预计实现工业增加值8.1亿元，年均增长26.5%。在服务业发展上，引进千万元以上项目28个，其中九州通达医药物流、河北工大科技园等亿元以上项目2个，总投资13亿元。到2011年底预计实现服务业增加值8.25亿元，年均增长24.3%。服务业占全镇经济比重已由2006年的30%增加到45%。

安氏

前言

相信每一位使用过HFSS的工程师都有一个疑问或者曾经有一个疑问：我怎么才能使用HFSS计算的又快又准？对使用者而言，每个工程师遇到的工程问题不一样，工程经验不能够直接复制；对软件而言，随着HFSS版本的更新，HFSS算法越来越多，针对不同的应用场景对应不同的算法。因此，只有实际工程问题切合合适的算法，才能做到速度和精度的平衡。工程师在了解软件算法的基础上，便能够针对自己的需求进行很好的算法选择。

由于当今世界计算机的飞速发展，让计算电磁学这门学科也有了很大的发展，如图1所示，从大的方面来看，我们将计算电磁学分为精确的全波算法和高频近似算法，在每一类下面又分了很多种算法，结合到HFSS软件，通过ANSYS公司40余年来坚持不懈的研发和战略性的收购，到目前为止，HFSS有FEM、IE（MoM）、DGTD、PO、SBR+等算法，本文会针对每种算法和应用场景逐一介绍，相信你看完这篇文章应该对HFSS算法和应用场景会有更深的认识。

算法介绍

全波算法-有限元算法（ FEM）

有限元算法是ANSYS HFSS的核心算法，已有二十多年的商用历史，也是目前业界最成熟稳定的三维电磁场求解器，有限元算法的优点是具有极好的结构适应性和材料适应性，充分考虑材料特性：趋肤效应、介质损耗、频变材料；是精确求解复杂材料复杂结构问题的最佳利器，有限元算法采用四面体网格，对仿真物体能够很好的进行还原。

FEM算法的支配方程见下图：

HFSS有限元算法在网格划分方面能够支持自适应网格剖分、网格加密、曲线型网格，在求解时支持切向矢量基函数、混合阶基函数和直接法、迭代法、区域分解法的强大的矩阵求解技术。

在应用领域，HFSS主要针对复杂结构进行求解，尤其是对于一些内部问题的求解，比高速信号完整性分析，阵列天线设计，腔体问题及电磁兼容等应用场景，非常适合有限元算法求解。

有限元算法结合ANSYS公司的HPC模块，ANSYS HFSS有限元算法可以进行电大尺寸物体的计算，大幅度提升仿真工程师的工作效率。针对宽带问题，FEM推出了宽带自适应网格剖分，大大提升了仿真精度。

全波算法-积分方程算法（ IE）

积分方程算法基于麦克斯维方程的积分形式，同时也基于格林函数，所以可自动满足辐射边界条件，对于简单模型及材料的辐射问题，具有很大的优势，但原始的积分方程法计算量太大，很难用于实际的数值计算中，针对此问题， HFSS 中的 IE算法提供了两种加速算法，一种是 ACA 加速，一种是 MLFMM，分布针对不同的应用类型。 ACA 方法基于数值层面的加速技术，具有更好的普适性，但效率相比 MLFMM 稍差， MLFMM 算法基于网格层面的加速，对金属材料，松散结构，具有更高的效率。

IE算法的支配方程见下图：

IE算法是三维矩量法积分方程技术，支持三角形网格剖分。IE算法不需要像FEM算法一样定义辐射边界条件，在HFSS中主要用于高效求解电大尺寸、开放结构问题。与HFSS FEM算法一样，支持自适应网格技术，也可以高精度、高效率解决客户问题，同时支持将FEM的场源链接到IE中进行求解。HFSS-IE算法对金属结构具有很高的适应性，其主要应用领域天线设计、天线布局、 RCS、 EMI/EMC仿真等方向。

高频近似算法-PO算法

FEM算法和IE算法是精确的全波算法，在超大电尺寸问题上，使用精确全波算法会造成效率的降低。针对超大电尺寸问题，ANSYS推出PO（物理光学法）算法，PO 算法属于高频算法，非常适合求解此类问题，在适合其求解的问题中，具有非常好的效率优势。

PO算法主要原理为射线照射区域产生感应电流，而且在阴影区域设置为零电流，不考虑射线追迹或多次反射，以入射波作为激励源，将平面波或链接FEM（IE）的场数据作为馈源。但由于不考虑射线的多次反射和绕射等现象，一般针对物理尺寸超大，结构均匀的物体电磁场计算，在满足精度的要求，相比全波算法效率明显提高。比如大平台上的天线布局，大型反射面天线等等。

高频近似算法-SBR+算法

PO算法可以解决超大电尺寸问题的计算，但由于未考虑到多次反射等物理物体，主要用于结构均匀物理的电磁场计算。针对复杂结构且超大电尺寸问题，ANSYS通过收购Delcross公司（Savant软件）引入了SBR+算法， SBR+是在SBR算法（天线发射出射线，在表面“绘制” PO电流）的基础上考虑了爬行波射线（沿着表面追迹射线）、物理绕射理论PTD（修正边缘处的PO电流）、一致性绕射理论UTD（沿着边缘发射衍射射线，绘制阴影区域的电流），因此SBR+算法是高频射线方法，具有非常高效的速度，同时具有非常好的精度，在大型平台的天线布局中效果非常好。

SBR+支持从FEM、IE中导入远场辐射方向图或者电流源，也支持导入相应的测试数据，SBR+算法主要用于天线安装分析，支持多核、GPU等并行求解方式并且大多数任务可在低于8 GB内存下完成。

混合算法（ FEBI， IE-Region，PO-Region，SBR+ Region）

前面对频率内的各种算法做了介绍并说明了各种算法应用的场景，很多时候碰到的工程问题既包括复杂结构物理也包括超大尺寸物理，如新能源汽车上的天线布局问题，对仿真而言，最好的精度是用全波算法求解，最快的速度是采用近似算求解，针对该问题，ANSYS公司将FEM算法、 IE 算法、PO 算法、SBR+算法等融合起来，推出混合算法。在一个应用案例中，采用不同算法的优点而回避不同算法的缺点，可极大限度的提高算法的效率，以及成为频域内解决大型复杂问题的必备算法。

HFSS中FEM与IE可以通过IE Region与FEBI边界进行混合求解，FEM与PO、SBR+算法可以通过添加PO Region及SBR+ Region进行混合，混合算法的使用扩大了HFSS的使用范围。

时域算法-transient算法

HFSS时域求解是基于间断伽略金法（discontinuous Galerkin method, DGTD）的三维全波电磁场仿真求解器，采用基于四面体有限元技术，能得到和HFSS频域求解器一样的自适应网格剖分精度，该技术使得HFSS的求精精度成为电磁场行业标准。这项技术完善了HFSS的频域求解器技术，帮助工程师对更加深入详细了解其所设计器件的电磁性能。

Transient算法支配方程见下图：

采用HFSS-Transient算法，工程师可利用短脉冲激励对静电放电、电磁干扰、雷击和等应用问题开展研究，还包括时域反射阻抗以及短时激励下的瞬态场显示也可以借助它来完成。

谐振分析-Eigenmode算法

谐振特性是每个结构都存在固有的电磁谐振，谐振的模式、频率和品质因子，与其结构尺寸相关，这些谐振既可能是干扰源的放大器，也可能是敏感电路的噪声接收器。谐振会导致信号完整性、电源完整性和电磁兼容问题，因而了解谐振对加强设计可靠性很有帮助。

Eigenmode算法支配方程见下图：

在HFSS中，使用eigenmode算法可计算三维结构谐振模式，并可呈现图形化空间的谐振电压波动，分析结构的固有谐振特性。依据谐振分析的结果，指导机箱内设备布局和PCB层叠布局，改善电磁兼容特性。

总结

HFSS里面有各种不同的算法，有全波算法、近似算法以及时域算法，工程师可以格局需要选择不同算法（最高的精度和最高的效率）。首先针对频域算法，使用范围见图14，通常FEM算法和IE算法非常适合于中小尺寸问题，对大型问题，FEM/IE运行时间/内存需求非常巨大； PO方法适合解决超大电尺寸问题，但对问题复杂度有限制，通常通常不能提供客户所期望的精度，但对于均匀物体是一个很好的选择；SBR+算法适合解决超大电尺寸问题，对复杂结构也能够提供很好的精度和速度；针对既有电小尺寸复杂结构计算问题，又有电大尺寸布局计算问题，混合算法是一个很好的选择。Transient算法适合解决与时间相关的电磁场问题，如ESD、TDR等；Eigenmode算法专门针对谐振仿真。

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