CST中如何解決網格被PEC填充的問題

對于某些薄層結構，比如PCB疊層結構是介質 - Copper - 介質 - Copper - 介質這樣的多層結構；或者PCB上的一對差分信號線，采用六面體網格進行網格剖分。運行仿真之后，在網格視圖中可能會出現下圖紅框所示的警告信息：Some mesh edges are represented in staircase mode and have been filled with PEC/PTC。它表示由于六面體網格過于稀疏，存在階梯網格或者在相鄰兩個導體間的一些網格被PEC填充了，可能會導致短路。所以一旦出現此信息提示，我們必須檢查并改進，確保這些被PEC填充的網格不會對仿真帶來影響。

警告信息中的PEC是指理想電導體，PTC（Perfect Thermal Conductor）是理想熱導體，電磁仿真時會用到PEC，不會用到PTC材料（熱仿真時會使用到PTC）。

此警告信息也會顯示在信息窗口中，點擊More可以查看幫助文檔中的相應說明。警告信息如下圖所示，根據模型和設置不同，被PEC填充的網格數目也會不同。

在2022版CST中，可以很方便定位被PEC填充的網格。仿真完成后，依次點擊Navigation Tree > Mesh > Information > PBA > Metal Filled，即可在網格視圖中查看被PEC填充的網格，這些網格會以淺藍色線框的形式顯示出來，如下圖所示。我們還可以通過按住Shift+空格的方式自動放大，以便查看這些有問題的網格區域。

出現此類警告說明剖分的六面體網格比較稀疏，輕則稍微影響仿真結果的精度；重則導致兩個相鄰的金屬結構短路，從而仿真結果偏差很大。在上圖所示的差分對模型中，由于某些網格被PEC填充，導致兩根差分線之間出現了短路的情況，改變了電氣連接；對于這種情況我們一定要通過加密網格來消除這個警告。

首先更改全局網格設置：點擊Home選項卡下的Global Properties圖標，打開Mesh Properties - Hexahedral對話框，增加Cells per wavelength欄、Cells per max model box edge欄和Fraction of maximum cell near to model欄中的數值來加密全局網格，加密后的網格屬性如下圖所示：

如果加密全局網格后仍出現網格被PEC填充的警告，則可以再進一步設置局部網格加密。選中需要局部加密的結構（兩根差分線），然后點擊鼠標右鍵，在彈出的菜單中選擇Local mesh Properties，打開局部網格對話框，在x軸和y軸方向上將網格步長設為0.5mm，如下圖所示：

進行全局網格加密和局部網格加密后，網格視圖如下圖所示，加密后不再出現網格被PEC填充的警告。可以看到兩根差分線之間的區域進行了精細的網格剖分，基于此網格可以得到準確可靠的仿真結果。不過，這里對差分線的加密僅為該問題示例，實際仿真時加密應適當，不然又要面對網格數量過大問題。