用python自動化仿真HFSS,超簡易

python是一款適用性極強(qiáng)的編程語言。一直期待HFSS(三維全波電磁場仿真的行業(yè)標(biāo)準(zhǔn))能有python接口。后知后覺的本人才發(fā)現(xiàn)原來HFSS16(2015版本)已經(jīng)不止支持VB腳本歼冰,還增加了python支持,當(dāng)然它用的是Ironpython耻警,基于.NET隔嫡,和Cpython還是有一定區(qū)別,Numpy和Scipy這些庫的使用上可能還存在問題甘穿。正好網(wǎng)上有牛人已經(jīng)寫好了使用指南腮恩,我就當(dāng)下搬運(yùn)工,希望有更多的人參與來發(fā)展hfss的python自動化仿真温兼。

本文英文原文來自codypiersall

運(yùn)行環(huán)境

  1. python 2.7 / 3.4及以上
  2. Ansys HFSS16(2015.1.0)
  3. win7 64位

引入

  • 當(dāng)你發(fā)現(xiàn)你在HFSS中做一個重復(fù)性任務(wù)時秸滴,你可以通過自動化來節(jié)省時間。

  • 當(dāng)你想要使用HFSS的腳本時募判,最簡便的辦法是利用腳本記錄功能弄清楚HFSS是怎樣編寫腳本的荡含。幾乎所有你在HFSS用戶界面做的事你都可以使用腳本做到咒唆。

  • 再次強(qiáng)調(diào),找出如何使用腳本的最快的方式是在圖形化用戶界面記錄一個腳本释液,看這個腳本是怎么說的全释。

  • 錄制腳本文件:Tools → Record Script to File,然后做些你想被錄制的事误债,如改變工作頻率浸船,某些設(shè)計變量。


    腳本錄制操作
  • 結(jié)束腳本錄制:Tools →Stop Script Recording寝蹈。

  • 如果你想改變Setup8的工作頻率李命,如800MHz,然后改變一個設(shè)計變量N為7躺盛,你需要得到類似的一個腳本:

# ----------------------------------------------
# Script Recorded by ANSYS Electronics Desktop Version 2015.0.0
# 10:04:03  May 13, 2015
# ----------------------------------------------
import ScriptEnv
ScriptEnv.Initialize("Ansoft.ElectronicsDesktop")
oDesktop.RestoreWindow()
oProject = oDesktop.SetActiveProject("AntennaTemplate2")
oDesign = oProject.SetActiveDesign("HFSSDesign1")
oDesign.ChangeProperty(
    [
        "NAME:AllTabs",
        [
            "NAME:HfssTab",
            [
                "NAME:PropServers",
                "AnalysisSetup:Setup8"
            ],
            [
                "NAME:ChangedProps",
                [
                    "NAME:Solution Freq",
                    "MustBeInt:="           , False,
                    "Value:="               , "800MHz"
                ]
            ]
        ]
    ])
oDesign.ChangeProperty(
    [
        "NAME:AllTabs",
        [
            "NAME:LocalVariableTab",
            [
                "NAME:PropServers",
                "LocalVariables"
            ],
            [
                "NAME:ChangedProps",
                [
                    "NAME:N",
                    "Value:="               , "7"
                ]
            ]
        ]
    ])
  • 你不用完全弄清腳本是怎么做到這些事情的项戴。前四行只是注釋形帮,沒有做任何事槽惫。5-9行只是樣板:初始化軟件,指定活動的工程來讓我們可以真正操作它辩撑。剩下的兩個ChangeProperty就分別是將Setup8的工作頻率改為800MHz和改變設(shè)計變量N為7的全部代碼了界斜。

  • 我錄制的腳本示意圖

改變掃描頻率得到的腳本
  • 你可以使用用戶界面同樣也可以利用腳本來做許多不同的事:
    ? 導(dǎo)出DXF文件
    ? 改變材料
    ? 運(yùn)行分析
    ? 導(dǎo)出報告
    ? 打開一個工程
    ? 創(chuàng)建一個模型
    等等。

完全自動化(使用命令行)

  • 我們的目標(biāo)是編寫腳本而完全不用與界面人工交互——比如不用我們手動打開HFSS來運(yùn)行腳本合冀。

  • 很簡單各薇,在命令行中,只需要輸入ansysedt -RunScript my_script.py君躺,或者你不希望在腳本運(yùn)行結(jié)束后HFSS仍然打開著峭判,使用ansysedt -RunScriptAndExit my_script.py命令。

  • 你還可以使用Matlab調(diào)用hfss棕叫,通過使用系統(tǒng)函數(shù):

system('"C:\Program Files\AnsysEM\AnsysEM16.0\Win64\ansysedt.exe" -RunScriptAndExit "my_script.py"')

在這里林螃,你需要提供HFSS的完整運(yùn)行路徑,通過右擊HFSS圖標(biāo)-屬性-目標(biāo)獲取它俺泣。

  • 此外要注意的是疗认,當(dāng)你嘗試在命令行中運(yùn)行腳本時,該腳本必須是完全獨(dú)立的伏钠。這意味著你不能指望任何已經(jīng)打開的項目横漏。應(yīng)該遵循的策略是讓你的腳本打開一個項目或創(chuàng)建一個新的項目。

一些實(shí)例

下面是一些示例腳本熟掂,它們僅與HFSS16兼容缎浇。
你可以在圖形界面通過Tools運(yùn)行腳本,也可以使用命令行的形式赴肚。

1. 創(chuàng)建一個新的工程
"""Create a new project"""
import ScriptEnv
ScriptEnv.Initialize("Ansoft.ElectronicsDesktop")
oDesktop.RestoreWindow()
oProject = oDesktop.NewProject()
2. 打開一個已經(jīng)存在的工程
"""Open an existing project"""
import ScriptEnv
ScriptEnv.Initialize("Ansoft.ElectronicsDesktop")
oDesktop.RestoreWindow()
oDesktop.OpenProject("C:/Users/pier3595/Desktop/Project1.aedt")
3. 使用示例工程(下面的腳本都需要你在桌面上有 AntennaTemplate.aedt 文件素跺,下載鏈接

3.1. 改變工作頻率并掃頻

""""Change sweep solution frequency and a sweep frequency"""
# Locate the project file on your desktop
# These three lines are just plain Python, and have *nothing* to do with HFSS.
import os
project_file = os.path.join(os.path.expanduser('~'), 'Desktop')
project_file = os.path.join(project_file, 'AntennaTemplate.aedt')
import ScriptEnv
ScriptEnv.Initialize("Ansoft.ElectronicsDesktop")
oDesktop.RestoreWindow()
oDesktop.OpenProject(project_file)
oProject = oDesktop.SetActiveProject("AntennaTemplate")
oDesign = oProject.SetActiveDesign("HFSSDesign1")
oDesign.ChangeProperty(["NAME:AllTabs", ["NAME:HfssTab", ["NAME:PropServers", "AnalysisSetup:Setup8"],
            ["NAME:ChangedProps", [ "NAME:Solution Freq", "MustBeInt:=", False, "Value:=", "500MHz"]]]])
oDesign.ChangeProperty([ "NAME:AllTabs", ["NAME:HfssTab", ["NAME:PropServers", "AnalysisSetup:Setup8:Sweep1"],
            ["NAME:ChangedProps", [ "NAME:Start", "MustBeInt:=", False, "Value:=", "460MHz"]]]])
oDesign.ChangeProperty([ "NAME:AllTabs", [ "NAME:HfssTab", [ "NAME:PropServers", "AnalysisSetup:Setup8:Sweep1" ],
            [ "NAME:ChangedProps", [ "NAME: Stop", "MustBeInt:=", False, "Value:=", "540MHz"]]]])
  • 該腳本改變Setup8的工作頻率到500MHz鹏秋,并且改變Sweep1的起始頻率為460MHz、截止頻率為540MHz亡笑。但是它還做了一些事:他利用普通的python函數(shù)來找到你的桌面并且打開指定的文件侣夷。這使得腳本更加強(qiáng)大。只要你在桌面上有AntennaTemplate.aedt 文件仑乌,它就會運(yùn)行百拓。能夠使用python通用函數(shù)使得HFSS腳本編程非常強(qiáng)大有用。該腳本使用了python的os模塊晰甚。

3.2. 改變一個設(shè)計屬性

  • 將變量ws的值修改為2mm:
""""Change a design property."""
# Locate the project file on your desktop
# These three lines are just plain Python, and have *nothing* to do with HFSS.
import os
project_file = os.path.join(os.path.expanduser('~'), 'Desktop')
project_file = os.path.join(project_file, 'AntennaTemplate.aedt')
import ScriptEnv
ScriptEnv.Initialize("Ansoft.ElectronicsDesktop")
oDesktop.RestoreWindow()
oDesktop.OpenProject(project_file)
oProject = oDesktop.SetActiveProject("AntennaTemplate")
oDesign = oProject.SetActiveDesign("HFSSDesign1")
oDesign.ChangeProperty(["NAME:AllTabs", ["NAME:LocalVariableTab", ["NAME:PropServers", "LocalVariables"],
            ["NAME:ChangedProps", ["NAME:ws", "Value:=", "2mm"]]]])

使用擴(kuò)展包來簡化代碼衙传,拓展功能

pip install hfsslib

[可用參考文檔](http://arrc.ou.edu/~cody/hfsslib/hfsslib/)

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