在对马赫曾德尔型光学传感器进行模拟仿真时,在采用自动物理场自动控制网格-极细化的情况下透射谱曲线仍不理想,因此需要手动划分网格来对其进行更精细的剖分。
手动划分的基本原则是在作用边界,热点,曲边处做细致划分, 基底,包层等做粗略划分。对于光波导型的微纳结构,在仿真时一般需要用到创建边界层网格。
1.COMSOL所需要的网格数量
网格单元数越多,结果精细度越高,计算所需内存越多。在细化到一定程度后网格收敛,仿真结果提升不明显。
2.网格剖分类型
(1)二维网格剖分
使用三角形或者四边形网格单元将区域离散化,对于弯曲的边界,网格单元式真实几何的近似等效。几何定义的边界离散化为网格单元,称为(二维上的)边界单元(边单元),相邻域的网格单元必须一致。
(2)三维网格剖分
COMSOL将域离散化为四面体,六面体,棱柱或金字塔形网格单元,对于三位网格的剖分,不同平台对浮点数的运算处理方式不同(即Windows和Linux下处理结果有差异)。
3.网格剖分细节
- 默认使用 [形成联合体] - 即所有的对象都形成一个整体,重叠部分形成新的域,且只形成一次。
- 装配体-几何看作非连续区域构成的集合。 一些特定的边界(关节,接触等)需要通过形成装配体来使用。
- 可以通过带参数化操作,比较不同的网格剖分带来的结果变化。
- 可以定义全局大小和局部大小 。
- 曲率因子 边界单元大小与几何边界曲率之比,其值越小沿弯曲边界的网格越精细。
- 狭窄区域解析度 控制狭窄区域的网格层数 值小于1可能得到各向异性的网格
- 处理网格大小和分布 可以利用表达式 函数以及自定义的参数
- 处理小的结构 可以自动检出
- 结构化网格(边对边一致 类似紧密排布的矩形) 其中的格点由相同数目的网格单元共用。 二维[映射]操作得到四边形单元网格,通过[转换]操作,四边形的网格单元中插入对角线得到结构化的三角形网格。
- 三维网格的扫掠操作得到结构化的棱柱或者六面体网格网格,边界上使用三角形或四边形网格,再对柱形实行扫掠。
4.创建边界层网格 - 低频电磁场中可以解析趋肤效应,可以应用再波导的纤芯层中。
5.重复对象 - 可以直接赋值网格
6.网格性能 - 用网格统计来查看,也可以使用绘制来查看结构各个部分的精确度
7.网格可视化 - 可查看各个部分的网格情况 收缩单元可以查看内部
9.反转单元 - 由内而外包裹的或者体积面积为0的单元 可用扫掠网格而不是自由剖分来减少反转单元。尽量避免小曲率边界。
10.自动移除细节 - 一般式三维的不规则复杂结构可能需要移除一些小面,薄域等。 也可以手动 虚拟几何操作来移除不需要的细节。(一般式对导入CAD进行细节的移除)