一种PCB电路板二维非结构网格生成方法及系统技术方案

本发明专利技术公开了一种PCB电路板二维非结构网格生成方法及系统，其方法包括：分析得到二维PCB电路板的计算域在X、Y轴正/负方向上的外侧边界坐标；计算二维PCB电路板在计算域内各部件的内部部件坐标；分析得到二维PCB电路板的内部单连通边界坐标；采用阵面推进法生成贴合计算域边界的内层边界网格；采用阵面推进法生成贴合内部单连通边界的外层边界网格；采用德劳内方法生成填充内部空白区域的非结构化三角形网格；将内层边界网格、外层边界网格、非结构化三角形网格进行布尔组合操作后生成PCB电路板二维非结构网格。可以在具有复杂几何物理特性的数值计算中，生成高质量、高拟合特性的非结构网格，保证计算的高精度。保证计算的高精度。保证计算的高精度。

【技术实现步骤摘要】
一种PCB电路板二维非结构网格生成方法及系统


[0001]本专利技术涉及EDA软件
，尤其是一种PCB电路板二维非结构网格生成方法及系统。

技术介绍

[0002]在EDA领域中，关于高频AC交流电路仿真的分析，一般是基于有限单元法（Finite Element Method, FEM）对麦克斯韦方程组进行数值离散与求解。而在以FEM为代表的数值计算领域中，网格生成作为物理问题进行数值模拟与分析的载体，是必不可少的步骤。且网格的生成质量直接关乎数值计算的精度与鲁棒性，尤其是在高速电路分析中，尤为明显。
[0003]关于有限元网格的生成，一般为非结构网格的构造，鉴于其无网格节点结构性限制。无各网格Block对接关系的影响及网格单元尺度与单元形状网格节点的易操作性，该类型网格在数值模拟中具有很强的灵活性。可以根据诸如强电场梯度、磁场梯度等计算区域特征以及受趋肤效应影响的尺度敏感性电路附近进行网格疏密的灵活分布，便于进行自适应计算，以提升计算精度与效率。
[0004]针对有限单元非结构网格的生成，目前最常用的方法为Delaunay三角剖分法以及四叉树/八叉树空间分解法。在上述网格生成方法中，采用四叉树/八叉树空间分解法生成的三角形或者四面体网格质量一般不高；Delaunay三角剖分方法虽然有着网格生成效率高的特性，但是一般会在凹凸区域或者多连通区域的网格构造中破坏物理边界的完整性。
[0005]因此，网格构造中如何处理电路仿真中的复杂物理边界，根据计算物理尺度和计算区域特性生成符合计算需求的高质量网格，是科学计算和工程应用中一个重要的研究课题。

技术实现思路

[0006]为了解决上述技术问题，本专利技术提供一种PCB电路板二维非结构网格生成方法及系统。
[0007]具体的，本专利技术的技术方案如下：一方面，一种PCB电路板二维非结构网格生成方法，包括：分析比较三维PCB电路板中每一层版图层的初始边界坐标，得到二维PCB电路板的计算域在X、Y轴正/负方向上的外侧边界坐标；根据所述计算域的外侧边界坐标，计算所述二维PCB电路板在所述计算域内各部件的内部部件坐标；所述各部件包括焊盘、焊球、线路；根据所述计算域内各部件的内部部件坐标，分析得到所述二维PCB电路板的内部单连通边界坐标；根据所述计算域的外侧边界坐标，采用阵面推进法生成贴合所述计算域边界的内层边界网格；根据所述内部单连通边界坐标，采用阵面推进法生成贴合内部单连通边界的外层
边界网格；在所述计算域的内部空白区域中，采用德劳内方法生成填充所述内部空白区域的非结构化三角形网格；将所述内层边界网格、外层边界网格、非结构化三角形网格进行布尔组合操作后生成PCB电路板二维非结构网格。
[0008]在一个实施例中，在所述的将所述内层边界网格、外层边界网格、非结构化三角形网格进行布尔组合操作后生成PCB电路板二维非结构网格之后，还包括：根据电磁场求解器对网格格式要求，输出含有网格节点坐标、节点编号、单元编号的网格文件。
[0009]在一个实施例中，在所述的分析比较三维PCB电路板中每一层版图层的初始边界坐标，得到二维PCB电路板的计算域在X、Y轴正/负方向上的外侧边界坐标之前，包括：从三维PCB电路板设计文件中获取含有部件多边形的多层版图层，将每一层版图层中的部件多边形映射到二维平面后形成二维PCB电路板。
[0010]在一个实施例中，所述的根据所述计算域的外侧边界坐标，采用阵面推进法生成贴合所述计算域边界的内层边界网格，包括：根据所述计算域的外侧边界坐标，结合water
‑
tight阵面推进法及第一网格步长控制参数，在所述计算域的边界处生成向内延伸发展的单层贴合所述计算域边界的内层边界网格。
[0011]在一个实施例中，所述的根据所述内部单连通边界坐标，采用阵面推进法生成贴合内部单连通边界的外层边界网格，包括：根据所述内部单连通边界坐标，采用water
‑
tight阵面推进法及第二网格尺度控制参数，在所述内部单连通边界处法线向外发展生成一层贴合内部单连通边界的外层边界网格。
[0012]在一个实施例中，所述的在所述计算域的内部空白区域中，采用德劳内方法生成填充所述内部空白区域的非结构化三角形网格，包括：在所述计算域的外侧边界与内部单连通边界之间的第一内部空白子区域中，采用德劳内方法自定义生成填充所述第一内部空白子区域的第一非结构化三角形网格；在所述计算域的内部单连通边界处以内的第二内部空白子区域中，采用德劳内方法自定义生成填充所述第二内部空白子区域的第二非结构化三角形网格。
[0013]另一方面，一种PCB电路板二维非结构网格生成系统，包括：计算模块，用于分析比较三维PCB电路板中每一层版图层的初始边界坐标，得到二维PCB电路板的计算域在X、Y轴正/负方向上的外侧边界坐标；所述计算模块，还用于根据所述计算域的外侧边界坐标，计算所述二维PCB电路板在所述计算域内各部件的内部部件坐标；所述各部件包括焊盘、焊球、线路；所述计算模块，还用于根据所述计算域内各部件的内部部件坐标，分析得到所述二维PCB电路板的内部单连通边界坐标；网格生成模块，用于根据所述计算域的外侧边界坐标，采用阵面推进法生成贴合所述计算域边界的内层边界网格；所述网格生成模块，还用于根据所述内部单连通边界坐标，采用阵面推进法生成
贴合内部单连通边界的外层边界网格；所述网格生成模块，还用于在所述计算域的内部空白区域中，采用德劳内方法生成填充所述内部空白区域的非结构化三角形网格；所述网格生成模块，还用于将所述内层边界网格、外层边界网格、非结构化三角形网格进行布尔组合操作后生成PCB电路板二维非结构网格。
[0014]在一个实施例中，一种PCB电路板二维非结构网格生成系统，还包括：文件输出模块，根据电磁场求解器对网格格式要求，输出含有网格节点坐标、节点编号、单元编号的网格文件。
[0015]在一个实施例中，一种PCB电路板二维非结构网格生成系统，还包括：映射模块，从三维PCB电路板设计文件中获取含有部件多边形的多层版图层，将每一层版图层中的部件多边形映射到二维平面后形成二维PCB电路板。
[0016]在一个实施例中，所述网格生成模块，还用于根据所述计算域的外侧边界坐标，结合water
‑
tight阵面推进法及第一网格步长控制参数，在所述计算域的边界处生成向内延伸发展的单层贴合所述计算域边界的内层边界网格。
[0017]与现有技术相比，本专利技术至少具有以下一项有益效果：将阵面推进法、德劳内方法与布尔组合操作相结合，可以在具有复杂几何物理特性的数值计算中，生成高质量、高拟合特性的非结构网格，保证计算的高精度。
附图说明
[0018]下面将以明确易懂的方式，结合附图说明优选实施方式，对本专利技术的上述特性、技术特征、优点及其实现方式予以进一步说明。
[0019]图1是本申请提供的一种PCB电路板二维非结构网格生成方法的一个实施例流程图；图2是本申请提供的一种PCB电本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种PCB电路板二维非结构网格生成方法，其特征在于，包括：分析比较三维PCB电路板中每一层版图层的初始边界坐标，得到二维PCB电路板的计算域在X、Y轴正/负方向上的外侧边界坐标；根据所述计算域的外侧边界坐标，计算所述二维PCB电路板在所述计算域内各部件的内部部件坐标；所述各部件包括焊盘、焊球、线路；根据所述计算域内各部件的内部部件坐标，分析得到所述二维PCB电路板的内部单连通边界坐标；根据所述计算域的外侧边界坐标，采用阵面推进法生成贴合所述计算域边界的内层边界网格；根据所述内部单连通边界坐标，采用阵面推进法生成贴合内部单连通边界的外层边界网格；在所述计算域的内部空白区域中，采用德劳内方法生成填充所述内部空白区域的非结构化三角形网格；将所述内层边界网格、外层边界网格、非结构化三角形网格进行布尔组合操作后生成PCB电路板二维非结构网格。2.根据权利要求1所述的一种PCB电路板二维非结构网格生成方法，其特征在于，在所述的将所述内层边界网格、外层边界网格、非结构化三角形网格进行布尔组合操作后生成PCB电路板二维非结构网格之后，还包括：根据电磁场求解器对网格格式要求，输出含有网格节点坐标、节点编号、单元编号的网格文件。3.根据权利要求1所述的一种PCB电路板二维非结构网格生成方法，其特征在于，在所述的分析比较三维PCB电路板中每一层版图层的初始边界坐标，得到二维PCB电路板的计算域在X、Y轴正/负方向上的外侧边界坐标之前，包括：从三维PCB电路板设计文件中获取含有部件多边形的多层版图层，将每一层版图层中的部件多边形映射到二维平面后形成二维PCB电路板。4.根据权利要求1所述的一种PCB电路板二维非结构网格生成方法，其特征在于，所述的根据所述计算域的外侧边界坐标，采用阵面推进法生成贴合所述计算域边界的内层边界网格，包括：根据所述计算域的外侧边界坐标，结合water
‑
tight阵面推进法及第一网格步长控制参数，在所述计算域的边界处生成向内延伸发展的单层贴合所述计算域边界的内层边界网格。5.根据权利要求1所述的一种PCB电路板二维非结构网格生成方法，其特征在于，所述的根据所述内部单连通边界坐标，采用阵面推进法生成贴合内部单连通边界的外层边界网格，包括：根据所述内部单连通边界坐标，采用water
‑
tight阵面推进法及第二网格尺度控制参数，在所述内部单连通边界处法线向外发展生成一层贴合内部单连通边界的外层边界网格。6...

【专利技术属性】
技术研发人员：徐向阳，张秀川，
申请(专利权)人：巨霖科技上海有限公司，
类型：发明
国别省市：