Maxwell's Dream Hilfe: Wie steuere ich die Berechnung? Zurück zur Übersicht

Sie starten die Berechnung mit einem Druck auf den Start-Knopf:

Während der Berechnung wird ein Fortschrittsbalken eingeblendet. Die Berechnung kann jederzeit mit einem nochmaligen Klick auf den Knopf abgebrochen werden.

Live Animation

Während der Berechnung können Sie auf drei Arten den Fortschritt der Berechnung verfolgen:

Am Beginn der iterativen Berechnung sind die ausgegebenen Werte und die Feldgrafik sehr weit weg von einer korrekten Lösung. Aber mit jedem Iterationsschritt werden die Ergebnisse besser und der realen Welt immer ähnlicher. Die Berechnung ist zu Ende, wenn ein bestimmter Level von Genauigkeit erreicht ist.

Feldgrafik

In der Farbverlaufsgrafik wird nicht die Feldstärke, sondern das elektrische Potential dargestellt.

Es wird angenommen, dass die Masseebenen ein Potential von Null Volt haben. Der Signalleiter hat eine positive Spannung. Jeder Punkt in der Fläche hat ein Potential, das irgendwo zwischen der Signalspannung und Null Volt liegt. Diese Spannungswerte werden mittels Farben dargestellt:
Rot höchste Spannung
Gelb hohe Spannung
Grün kleine Spannung
Blau kleinste Spannung

Algorithmus Monitor

Der Algorithmus Monitor befindet sich im Maxwell's Dream Fenster ober rechts:

Der erste Wert ist die aktuelle Größe der finiten Elemente Matrix. Dieser Wert wird automatisch für Sie gewählt.

Der zweite Wert ist die Zahl der bereits durchgeführten Iterationen.

Der dritte Wert ist die verstrichene Zeit bzw. die Dauer der Berechnung in Sekunden. Damit lässt sich die Rechengeschwindigkeit verschiedener Macintosh-Modelle einfach vergleichen.

Der vierte Wert QS / QM ist ein Kriterium für den Restfehler des aktuellen Iterationsschritts. Anhand dieses Wertes wird die Iteration ggf. beendet. Um diesen Wert zu verstehen, muss man sich klar machen, dass jedes elektrische Feld in der Umgebung eines metallischen Leiters in diesem Leiter eine Ladung an seiner Oberfläche induziert.
QS ist die induzierte Ladung auf der Oberfläche des Signalleiters. QM ist die induzierte Ladung auf den Masseflächen. In der realen Welt sind beide Ladungen vom Betrage her gleich groß, was bedeutet, dass das Verhältnis von QS zu QM exakt den Wert -1 hat.
Ganz anders jedoch in der Welt der Matrix der finiten Elemente. Hier sind am Anfang der Iteration die Ladungen überhaput nicht ausbalanciert. Um genauer zu sein, ist QS viel zu groß und QM ist Null. Natürlich ist das alles andere als richtig. Die gute Nachricht aber ist, dass mit jedem Iterationsschrit die Matrix der realen Welt mehr und mehr ähnlicher wird. Das Programm Maxwell's Dream beurteilt diese Ähnlichkeit, indem es das Verhältnis von QS zu QM auswertet. Der perfekte Wert ist -1. Wie man sehen kann, ist der Schnappschuss im oberen Beispiel am Anfang einer Iteration aufgenommen und noch sehr weit weg von dem Wert -1. Der unten angegebene Schnappschuss eines Algorithmus Monitors ist hingegen am Ende einer Iteration aufgenommen worden:

Der fünfte Wert QM / QB hat kein Einfluss auf das Ende der Iteration. Dieser Wert ist ein Indikator, wie stark das Rechenergebnis durch die Einführung künstlicher elektrischer Grenzflächen verfälscht sein könnte. Mehr zu diesem Thema finden Sie im Kapitel Alles über die Genauigkeit.

Das Menü Optimierung

Natürlich gibt es einen trade-off zwischen Rechengeschwindigkeit und Genauigkeit. In dem Menü Optimierung können Sie zwischen drei Einstellungen wählen:
Wählen Sie Grobe Genauigkeit, wenn Sie sich schnell einen Überblick verschaffen wollen und eine Genauigkeit von 10% ausreichend ist. Ein gutes Einsatzbeispiel für die Grobe Genauigkeit ist die Auswahl von Substratmaterialien, um Materialien zu wählen, die ungefähr den gesuchten Wellenwiderstand ermöglichen.
Die Normale Genauigkeit ist gut geeignet, um die exakten geometrischen Parameter zu bestimmen, wenn der Wellenwiderstand vorgegeben ist.
Der Einsatz von Hohe Genauigkeit ist vor allen Dingen die Verifikation von Ergebnissen, die mit normaler Genauigkeit gewonnen wurden. Rechnen Sie in diesem Modus aber mit erhöhten Rechenzeiten.

In der Grundeinstellung des Programms Maxwell's Dream wird automatisch die AltiVec Einheit verwendet, sofern Sie verfügbar ist. In dem Menü Optimierung kann man die Verwendung der AltiVec Einheit abschalten. Der einzige Anwendungsfall dafür ist, dass man sich dadurch überzeugen kann, wie wertvoll diese Recheneinheit ist. Rechnen Sie mit einem Geschwindigkeitsvorteil von 200% und mehr.


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