Tecnología y aplicaciones de simulación multifísica COMSOL Multiphysics
Proyecto de capacitación en optoelectrónica "Aplicación y tecnología de simulación de acoplamiento multicampo COMSOL" (Número 27)
(1) Lista de casos Aplicación de enseñanza práctica: p>
Caso 1: Análisis de bandas de energía de cristales fotónicos, cálculo del espectro de energía, cálculo modal de fibra y solución de membrana de microcavidades.
Modelado y análisis físico de cristales fotónicos Moiré de grafeno de ángulo mágico en campos tipo materia condensados
Caso 3 Propagación de plasmones superficiales y rejillas de plasmones superficiales, etc.
Caso 4 Diseño de simulación de metamateriales y metasuperficies, análisis periódico de transmisión y reflexión de metasuperficies
Ejemplo 5 Cálculo de fuerza óptica, momento óptico y campo potencial de pinzas ópticas
Caso 6: Análisis de modo propio de modelos de guías de ondas (plasmones de superficie, grafeno, etc.). ) y solución de eficiencia de transmisión de varios tipos de guías de ondas
Caso 7 Caso de acoplamiento fototérmico
Caso 8 modelo de antena
Caso 9 grafeno y otro material bidimensional Modelo de construcción
Caso 10 Detección biológica mejorada por campo eléctrico basado en micro-nanoestructuras
Caso 11 Cálculo de secciones transversales de dispersión, absorción y extinción de dispersores
Caso 12 Fotónica topológica: simulación aplicada de estados de borde topológicos y estados angulares topológicos de orden superior
Caso 13 Dispersión Raman de disulfuro de molibdeno
Caso 14 Plasma magnetizado, cristal líquido anisotrópico y simulación manual de medios característicos
Caso 15 Estado acotado de espectro continuo de un sistema óptico
Caso 16 Diseño de optimización topológica de micronanoestructuras en chip (en casos especiales, se utilizan sistemas bidimensionales para optimizar eficazmente problemas tridimensionales)
Caso 17 Diseño inverso de optimización de forma: Diseño de filtro de paso de banda de guía de ondas utilizando optimización de forma
Caso 18 Singularidad de un sistema óptico no hermitiano: incluido PT Estructura de guía de ondas simétrica, sistema de placa de cristal de fotones, etc.
Caso 19 Análisis del efecto de mejora no lineal de micro-nanoestructuras y expansión multipolar de modos de resonancia
Caso 20 Otros casos de interés para estudiantes.
(2) Enseñanza del sistema operativo de software:
Soldadura de plata y plomo
Introducción al software
Primera introducción a la simulación COMSOL: uso de Establecer el marco de simulación COMSOL en varios casos específicos, establecer ideas de simulación COMSOL y familiarizarse con el uso del software.
¿Operaciones básicas del software COMSOL
?
Métodos de configuración y modelado geométrico de parámetros, variables y sondas.
?
Métodos básicos de configuración de funciones, como funciones de interpolación, funciones analíticas, funciones por partes, etc.
?
Métodos de configuración para funciones especiales, como integral, valor extremo, valor medio, etc.
?
Mallado eficiente
¿Explicar las técnicas de pre y posprocesamiento
? Definición de variables especiales, como sección transversal de dispersión, volumen del molde de microcavidades, etc.
? ¿Cómo utilizar la función de dibujo del software para dibujar diferentes tipos de gráficos y animaciones de datos?
? ¿Exportación de datos y animaciones
? Escenarios de uso y métodos de diferentes tipos de solucionadores
Soldadura de plata-plomo
Software avanzado
Conceptos básicos de simulación de módulos de RF y óptica de ondas en COMSOL
? ¿Cuáles son los pasos para resolver campos electromagnéticos en COMSOL
? Áreas de aplicación de los módulos de RF y óptica de ondas
¿Derivación analítica de las ecuaciones integradas de los módulos de RF y de óptica de ondas
?
¿Cuál es la forma solución de la ecuación de Helmholtz en COMSOL
?
¿Análisis de forma débil de la ecuación de RF y su método de corrección (simulando sustancias con relaciones constitutivas especiales)?
?
Sumérgete en los resultados obtenidos de la simulación.
(Como distribución del campo electromagnético, pérdida de energía, transmisión y reflexión, impedancia y factor de calidad, etc.)
Cómo utilizar condiciones de contorno y condiciones de dominio
? ¿Cuáles son las funciones y usos de los conductores ideales y los conductores ideales
? Efectos de las condiciones de frontera de impedancia, condiciones de frontera de transición, condiciones de frontera de dispersión y condiciones de frontera periódicas.
? Condiciones del dominio de la solución: ¿Base teórica y escenarios de aplicación de la capa de coincidencia perfecta, estándar de mallado PML
? ¿Uso de campo lejano y campo de fondo
? ¿Escenarios y métodos de uso de puertos
? ¿Instrucciones detalladas para utilizar la física de la envolvente del haz
Configuración de fuente de onda
? Métodos y técnicas para utilizar límites de dispersión y límites de puertos (establecimiento de la dirección de pérdida de onda y dirección de polarización, cálculo y extracción de parámetros S, reflectividad y transmitancia, cálculo de reflexión del canal de difracción de alto orden y eficiencia de proyección)
? ¿Cálculo en el dominio de la frecuencia, cálculo en el dominio del tiempo
? ¿Cómo utilizar fuentes puntuales como dipolos eléctricos y magnéticos
? ¿Función y uso del campo de fondo
Configuración de material
? ¿Configuraciones para materiales isotrópicos, anisotrópicos, dieléctricos metálicos y no lineales en simulaciones computacionales
? Materiales bidimensionales como el grafeno y el disulfuro de molibdeno.
? Simulación computacional de materiales con relaciones constitutivas especiales (las expresiones débiles incorporadas deben modificarse)
¿Configuración de cuadrícula
? ¿Estándares de mallado para una simulación precisa de campos electromagnéticos
? ¿Optimización de la red
? ¿Enseñanza de casos
COMSOL y
Introducción a las funciones de MATLAB
?
Utilice COMSOL con MATLAB para establecer campos físicos complejos o modelos de conjuntos (como cálculos de difracción de frentes de onda de metasuperficies).
? COMSOL y
MATLAB se utilizan para configurar funciones complejas (como la configuración y simulación de la función de conductancia del grafeno).
? ¿COMSOL y
Solución avanzada de operaciones y posprocesamiento
? COMSOL y
Uso MATLAB para resolver la banda de energía de materiales dispersivos
III. Descripción de algunos casos: