本发明涉及电磁仿真计算，尤指一种基于有限元的电磁仿真计算方法、计算机设备及存储介质。
背景技术：
1、电子设计自动化（electronic design automatic，简称eda）软件技术领域，基于电磁场理论进行的谐振分析及s参数提取中，有限元方法（finite element method，简称fem）是一种常用数值离散方法。基于有限元的数值模拟实现，主要是针对由麦克斯韦方程组导出的电场/磁场矢量波动方程进行近似求解，同时需要结合边界条件进行求解。当导体边界为理想电导边界（perfect electric conductor，简称pec）时，导体内部不存在电场，其与介质交界面的电场垂直于交界面，该边界条件属于狄利克雷边界条件，在有限元实现中，可以采用强加的方式进行边界实现与计算，采用该种方法可以有效降低矩阵维度，减小计算消耗。
2、但是，基于fem的三维电磁场数值模拟中，所构建的fem矩阵一般为稀疏矩阵，如果在构建完稀疏矩阵进行pec边界的加载，需要结合矩阵的块操作或者利用转换矩阵进行部分行列的消除，采用此类方法会极大消耗矩阵处理时间，影响求解效率。
技术实现思路
1、本发明的目的是提供一种基于有限元的电磁仿真计算方法、计算机设备及存储介质，实现在生成fem矩阵时进行pec边界的快速强加，有效提升有限元数值仿真的效率。
2、本发明提供的技术方案如下：
3、第一方面，本发明提供一种基于有限元的电磁仿真计算方法，包括步骤：
4、对待计算腔体进行非结构网格剖分，并读取网格信息文件和网格标记文件；
5、根据所述网格信息文件，构建三角形单元数据集和棱边数据集；
6、根据所述网格信息文件和所述网格标记文件，识别pec三角形单元，并构建pec三角形单元数据集；
7、根据所述pec三角形单元数据集，遍历所述三角形单元数据集中的所述pec三角形单元，识别所述pec三角形单元的pec棱边，并在所述棱边数据集中对所述pec棱边进行标记；
8、根据带有pec棱边标记信息的棱边单元数据集，构建fem稀疏矩阵，并求解所述fem稀疏矩阵。
9、本方案通过读取网格信息文件和网格标记文件，并构建三角形单元数据集、棱边数据集和pec三角形单元数据集，能够实现对待计算腔体的pec三角形网格面及pec棱边进行标记，从而在进行fem矩阵构建的时候，能够通过网格标记识别出pec三角形网格面及pec棱边，即可避免对pec进行计算，直接生成强加pec的fem矩阵，有利于提高pec工况下的fem矩阵生成效率和求解效率。
10、在一些实施方式中，所述棱边数据集中存储有整体网格下的所有棱边的节点信息和属性信息，所有棱边的属性均初始化为第一数值；
11、在所述棱边数据集中对所述pec棱边进行标记时，将所述pec棱边的属性标记为第二数值。
12、通过在棱边数据集中存储整体网格下的所有棱边的节点信息和属性信息，并将棱边的属性初始化，使得在对pec棱边进行标记时，能够通过修改棱边的属性实现pec棱边的标记。由于在构建fem矩阵时，需要计算各个棱边的基函数，通过识别各个棱边的属性信息，即可确认pec棱边，在为pec棱边时跳过循环，不计算其矩阵数值，即可实现生成的矩阵为强加pec边界的fem矩阵。
13、在一些实施方式中，在构建所述fem稀疏矩阵时，遍历所述棱边数据集中的所有棱边，并在所述棱边的属性标记为第二数值时将该棱边跳过，不记入矩阵计算。
14、在一些实施方式中，所述网格信息包括节点、单元、单元类型和单元标记。
15、在一些实施方式中，所述网格标记包括结构名称、结构的体网格标记和面网格标记。
16、在一些实施方式中，所述三角形单元数据集中存储有整体网格下的所有三角形网格单元的节点信息；
17、所述三角形单元数据集通过关联式容器保存，所述关联式容器的键值保存排序后的三角形网格单元的全局三角形编号，具体包括：
18、遍历整体网格中的所有四面体网格单元，根据每个四面体网格单元的单元信息，以局部面编号规则识别出每个四面体网格中的三角形网格单元的局部编号；
19、将所述三角形网格单元的局部编号识别到对应三角形网格单元的单元信息且排序后，插入所述关联式容器中，并更新所述三角形网格单元的全局三角形编号。
20、在一些实施方式中，所述棱边数据集通过关联式容器保存，所述关联式容器的键值保存排序后的全局棱边编号，具体包括：
21、遍历整体网格中的所有四面体网格单元，根据每个四面体网格单元的单元信息，以局部棱边编号规则识别出每个四面体网格中的棱边单元的局部编号；
22、将所述棱边单元的局部编号识别到对应棱边单元的单元信息且排序后，插入所述关联式容器中，并更新所述棱边单元的全局棱边编号。
23、在一些实施方式中，所述的识别所述pec三角形单元的pec棱边，并在所述棱边数据集中对所述pec棱边进行标记，包括：
24、根据所述pec三角形单元数据集，遍历所述三角形单元数据集进行所述pec三角形单元的查询；
25、当识别到所述pec三角形单元时，通过局部棱边编号规则识别所述pec三角形单元中的所述pec棱边；
26、通过所述棱边数据集查询所述pec棱边对应的全局棱边编号，并在棱边属性对应的棱边编号索引下，将所述pec棱边的属性标记修改为第二数值。
27、第二方面，本申请提供一种计算机设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序以实现第一方面所述的电磁仿真计算方法的步骤。
28、第三方面，本申请提供一种计算机存储介质，其上存储有计算机程序或指令，所述计算机程序或指令被处理器执行时实现第一方面所述的电磁仿真计算方法的步骤。
29、根据本发明提供的一种基于有限元的电磁仿真计算方法、计算机设备及存储介质，至少具有以下技术效果：
30、该方案能够实现对待计算腔体的pec三角形网格面及pec棱边进行标记，从而在进行fem矩阵构建的时候，能够通过网格标记识别出pec三角形网格面及pec棱边，即可避免对pec进行计算，直接生成强加pec的fem矩阵，有利于提高pec工况下的fem矩阵生成效率和求解效率。
1.一种基于有限元的电磁仿真计算方法，其特征在于，包括步骤：
2.根据权利要求1所述的电磁仿真计算方法，其特征在于，所述棱边数据集中存储有整体网格下的所有棱边的节点信息和属性信息，所有棱边的属性均初始化为第一数值；
3.根据权利要求2所述的电磁仿真计算方法，其特征在于，在构建所述fem稀疏矩阵时，遍历所述棱边数据集中的所有棱边，并在所述棱边的属性标记为第二数值时将该棱边跳过，不记入矩阵计算。
4.据权利要求1所述的电磁仿真计算方法，其特征在于，所述网格信息包括节点、单元、单元类型和单元标记。
5.根据权利要求1所述的电磁仿真计算方法，其特征在于，所述网格标记包括结构名称、结构的体网格标记和面网格标记。
6.根据权利要求1所述的电磁仿真计算方法，其特征在于，所述三角形单元数据集中存储有整体网格下的所有三角形网格单元的节点信息；
7.根据权利要求3所述的电磁仿真计算方法，其特征在于，所述棱边数据集通过关联式容器保存，所述关联式容器的键值保存排序后的全局棱边编号，具体包括：
8.根据权利要求7所述的电磁仿真计算方法，其特征在于，所述的识别所述pec三角形单元的pec棱边，并在所述棱边数据集中对所述pec棱边进行标记，包括：
9.一种计算机设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上的计算机程序，其特征在于，所述处理器执行所述计算机程序以实现权利要求1-8任一项所述的电磁仿真计算方法的步骤。
10.一种计算机存储介质，其上存储有计算机程序或指令，其特征在于，所述计算机程序或指令被处理器执行时实现权利要求1-8任一项所述的电磁仿真计算方法的步骤。