Компани ЭЛМ, официальный дистрибьютор компании WIPL-D на территории РФ и СНГ рада сообщить о выходе новой версии WIPL-D Pro v20. В данной статье рассмотрены новые функциональные возможности в программном решении для 3D-электродинамического моделирования WIPL-D Pro 20.  Компания WIPL-D ежегодно выпускает обновления программного обеспечения включая улучшения и новые возможности. Программные решения WIPL-D доступны для тестирования и приобретения на территории России, Республике Беларусь и СНГ. Система действует под ОС Windows, расчетное ядро может работать под ОС Linux. Для получения 30-дневной бесплатной лицензии необходимо заполнить форму: скачать.

Рассмотрим новые функциональные возможности WIPL-D Pro v20:

1. Написание скриптов для WIPL-D Pro на Python:
   1. открытие и запуск модулей WIPL-D Pro;
   2. внесение изменений в лист переменных;
   3. получение результатов моделирования.‍
2. Воксельный редактор включает в себя:
   1. поддержку новых форматов данных;
   2. уточненная децимация в моделях со сложной геометрией.
3. Новый объект BoCS позволяет создавать объекты путем свипирования образующей вдоль составной трехмерной траектории.‍
4. Набор инструментов для микроволнового радиовидения в медицинских целях (MMWI). Разработка головной системы антенн для обнаружения и мониторинга опухолей и инсультов. ‍
5. Генераторы токов обеспечивают:
   1. поворот и трансляцию источников;
   2. использование источников тока в комбинациях с плоскостями симметрии (идеальный электрический проводник, идеальный магнитный проводник, полупространство);
   3. максимальное количество элементов источника тока теперь превышает 1 миллион;
   4. создание файлов генератора тока из проекта IWP.‍
6. Метод декомпозиции областей – быстрый расчет моностатической ЭПР (для примера, для дополнительных 360 направлений время расчета соответствует времени расчета для бистатической ЭПР).‍
7. STL редактор обеспечивает:
   1. уточнение сетки на сложных формах (для примера, вытянутые ветви на деревьях);
   2. децимация и тесселяция ускорены в 10 раз. ‍
8. Улучшения в графическом просмоторщике WIPL-D Pro:
   1. быстрое представление распределений токов;
   2. расширены пределы представления структур, в связи с трехмерными графиками.‍
9. Предпросмотр:
   1. улучшения в выборе элементов;
   2. улучшения, касающиеся функций Hide/Alt+L;
   3. пороговое значение источника тока;
   4. улучшения в отображении волн.
10. Улучшения мультипроцессинга для базовых функций низкогопорядка.
11. Прочие функции и улучшения:
    1. улучшение импорта файлов IWP;
    2. улучшения, касающиеся управления проектами с оченьбольшим количеством плоскостей;
    3. работа с таблицами;
    4. предел по используемой оперативной памяти.

Написание скриптов для WIPL-D Pro на Python

Подробное описание новых возможностей написания скриптов на Python доступно по ссылке.

Новый объект BoCS

В новом релизе WIPL-D Pro v20 существенно улучшен процесс моделирования. Использование инструментов для создания объекта, является самым важным элементом черчения сложных геометрий. Одним из самых часто используемых компонентов является тело постоянного сечения. Это позволяет создавать геометрию, как через произвольный профиль, по заданному набору узлов, так и через окружности. Свипирование координат осуществляется в двумерном пространстве. В версии WIPL-D Pro v20 введен новый компонент BoCS (тело постоянного сечения в 3D), позволяющий создавать еще более сложные геометрии.

a)  Создание объекта путем свипирования образующей вдоль составной трехмерной траектории

Новый объект позволяет использовать произвольные трехмерные траектории. В простейшем случае, путь свипирования может быть определен, как набор точек, с координатами x, y и z. Это значительно расширяет возможности тел постоянного сечения до неограниченно сложных профилей в трехмерном пространстве. В качестве самого простого профиля может служить квадрат. На рисунке 1 показано свипирование квадрата вдоль профиля, определенного набором координат в трехмерном пространстве.

Новый объект обеспечивает дополнительные возможности, касающиеся профиля свипирования. Им может являться составная траектория, определяемая множеством наборов точек в трехмерном пространстве, а также множеством спиралевидных объектов. Узлы профиля группируются по задающим координатам, которые последовательно и автоматически соединяются. Пользователь имеет возможность переключаться между различными образующими.

Каждый спиралевидный объект может быть произвольным образом повернут или смещен вдоль любой из осей. В частности, это полезно для создания спиральных объектов. Типовым примером является катушка из провода, запитанная с конца и начала. Теперь BoCS позволяет определять катушку, как спиралевидный объект, тогда как узлы образующей определяют линию питания. Пример с пользовательским интерфейсом создания геометрии показан на рисунке 2. Профилем является обобщенный круг с 8-ю сегментами. Изменяя только эти параметры, пользователь может получить параметризированный объект, определяемый как с произвольным количеством сегментов (обычно 4, 6, 8, 12…).

Набор инструментов для микроволнового радиовидения в медицинских целях (MMWI)

В новом релизе был реализован эффективный инструмент – Проектировщик шлемов, позволяющий проводить проектирование антенных решеток в непосредственной близости от фантома человеческой головы.  

a)  Проектирование антенной системы для обнаружения и мониторинга опухолей и инсультов

В стандартных биомедицинских приложениях, антенная решетка расположена очень близко от человеческой головы, для достижения большего реализма в моделировании, необходимо также проектировать специальный шлем для фиксации антенн и детального описания системы. В нашем приложении данный шлем выстраивается вокруг полуэллиптической геометрии. Таким образом, для лучшего соответствия полуэллиптической размерности, где главными осями являются Ahel, Bhel, Chel, эти значения должны быть заданы с высокой точностью. Дополнительно, требуется определить вектор смещения для позиционирования шлема наверху головы.  

Инструмент активируется через окно предпросмотра правым щелчком мыши, последующим выбором соответствующей функции, см. рисунок 3. Окно проектировщика с предопределенными параметрами показано на рисунке 4.

После настройки параметров и нажатии клавиши OK, запускается командная строка. Как показано на рисунке 5, в окне перечислены входные параметры, а также предлагается четыре режима функционирования, выбор между которыми осуществляется путем набора соответствующего номера.  

0 – базовые позиции (автоматически определяются алгоритмом);

1 – корректировка позиций (ручная настройка);

2 – антенны прижаты к голове (антенны автоматически приближаются к голове независимо друг от друга, до тех пор, пока не возникнет контакт, либо между антенной и головой, либо между антеннами);

3 – создается соответствующий проект сценария, и окончательное вращение или перемещение становятся доступными для проверки или модификации.    

После того, как требуемая опция выбрана, программа запускает алгоритм проектирования. На рисунке 6 показан один из возможных примеров.

Если бы выбран режим 3, в окне предпросмотра отображается результат (фантом человеческой головы и антенная система вокруг) в формате STL проекта, а также предлагается создать сценарную задачу. Если конвертация подтверждена, создается сценарный проект с возможностью вращения и перемещения антенн через изменения параметров системы. В сценарном проекте имеется возможность заменить ранее созданные антенны на необходимые, реально применяющиеся. Пример такого замещения показан на рисунке 7.

Генераторы токов

Работа с генераторами тока была дополнена несколькими новыми возможностями. Эти изменения будут показаны на примере рупорной антенны. Токи, индуцированные рупорной антенной на эллиптической поверхности в свободном пространстве, будут использоваться в качестве эквивалентного генератора. На рисунке 8 показана рупорная антенна, эллиптическая поверхность, диаграмма направленности и распределение токов по поверхности.

a)  Поворот и перемещение источников

В процессе импорта, источники тока могут быть повернуты или перемещены при необходимости. Параметры, контролирующие эти действия, могут быть найдены в соответствующем окне, которое показано на рисунке 9.  

Эффект поворота и перемещения будет показан на примере рупорной антенны и эллиптической поверхности. Диаграмма направленности импортированного источника тока без поворота и смещения показана на рисунке 10.

Пример того, как поворот и смещение могут быть определены показан на рисунке 11, на котором осуществляется поворот вокруг оси x (-25º) и оси y (10º). Источник также перемещается вдоль оси z (80 мм). Влияния такого преобразования на диаграмму направленности показан на рисунке 12.

‍

б) Использование источника тока в сочетании с плоскостями симметрии (идеальный электрический проводник, идеальный магнитный проводник, полупространство)

В текущей версии программы имеется возможность сочетать источники тока с особыми типами поверхностей (идеальный электрический проводник, идеальный магнитный проводник, полупространство). Используя туже рупорную антенну, что и в предыдущем примере, с применением поверхности PEC, покажем ее влияние на диаграмму направленности. Эта поверхность может быть определена стандартным образом, как показано на рисунке 13. Поверхность идеального электрического проводника может быть также определена, с помощью калькулятора функций Грина. Тоже самое справедливо для идеального магнитного проводника и полупространства.

в) Максимальное количество элементов источника тока теперь превышает 1 миллион

Процесс импорта и алгоритм расчета источников тока был улучшен. Были устранены незначительные проблемы, связанные с количеством элементов источника тока. Теперь даже двадцать миллионов элементов успешно обрабатываются.  

г) Создание источников тока из файлов IWP проекта

Теперь определение источников тока стало проще и осуществляется в одном окне соответствующим выбором. Достаточно выбрать плотность точек для расчета тока и указать пункт создания источника тока, как это показано на рисунке 15.

Улучшения мультипроцессинга для базовых функций низкого порядка

Распределение потоков в процессе заполнения матрицы решений существенно улучшено. Модификации особенно заметны при использовании базисных функций низкого порядка и большого числа потоков, что продемонстрировано на усредненной модели (рисунок 16).

Лицензирование и обучение WIPL-D

По вопросам обучения, предоставления временных лицензий на программные решения WIPL-D, тестирования и приобретения, пожалуйста, обращайтесь к специалистам компании ООО "ЭЛМ" по телефону +7 (495)005-51-45 или по электронной почте info@elm-c.ru.