基础入门阶段采用Step by step的教学方式带着做具体的案例,在案例中学习COMSOL 应用必备技能,快速掌握 COMSOL 的仿真框架,建立正确的仿真思路。
通过模块详解掌握各种边界条件和域条件的设置方法和技巧,区分每个边界条件或域条件 应该在什么场景中应用。
掌握精确仿真电磁场所需的网格划分标准及优化技巧,深入探索从模拟中获得的结果(如 分析设计方案中的电磁场分布、功率损耗、传输和反射、阻抗和品质因子等),对光子 器件、集成光路、光波导、耦合器、光纤等设计进行优化。
应用 COMSOL WITH MATLAB 进行复杂物理场的建立或者集合模型的建立,如超表面 波前的衍射计算、石墨烯电导函数的仿真、具有色散材料的能带求解等。
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COMSOL 仿真实践(RF 及波动光学模块案例 Step by step 详解):
1、光子晶体能带分析、能谱计算、光纤模态计算、微腔腔膜求解;
2、类比凝聚态领域魔角石墨烯的 moiré 光子晶体建模以及物理分析
3、传播表面等离激元和表面等离激元光栅等
4、超材料和超表面仿真设计,周期性超表面透射反射分析;
5、光力、光扭矩、光镊力势场计算;
6、波导模型:表面等离激元、石墨烯等波导模型的本征模式分析,以及利用数值端口求解各种
类型波导的传输效率;
7、光-热耦合案例;
8、天线模型;
9、二维材料如石墨烯建模;
10、基于微纳结构的电场增强生物探测;
11、散射体的散射,吸收和消光截面的计算;
12、拓扑光子学:拓扑边缘态和高阶拓扑角态应用仿真;
13、二硫化钼的拉曼散射;
14、磁化的等离子体、各向异性的液晶、手性介质的仿真;
15、光学系统的连续谱束缚态;
16、片上微纳结构拓扑优化设计(特殊情况下,
如何利用二维系统来有效的优化三维问题):反设计片上透镜,偏振分束器;
17、形状优化反设计:利用形状优化设计波导带通滤波器;
18、非厄米光学系统的奇异点:包括 PT 对称波导结构和光子晶体板系统等;
19、微纳结构的非线性增强效应,以及共振模式的多极展开分析;20、学员感兴趣的其他案例;
COMSOL软件进阶
前处理和后处理的技巧讲解
特殊变量的定义,如散射截面,微腔模式体积等
如何利用软件的绘图功能绘制不同类型的数据图和动画
数据和动画导出
不同类型求解器的使用场景和方法
COMSOL中RF、波动光学模块仿真基础
COMSOL中求解电磁场的步骤
RF、波动光学模块的应用领域
RF、波动光学模块内置方程解析推导
亥姆霍兹方程在COMSOL中的求解形式
RF方程弱形式解析,以及修改方法(模拟特殊本构关系的物质)
深入探索从模拟中获得的结果
(如电磁场分布、功率损耗、传输和反射、阻抗和品质因子等)
边界条件和域条件的使用方法
完美磁导体和完美电导体的作用和使用场景
阻抗边界条件、过度边界条件、散射边界条件、周期性边界条件的作用
求解域条件:完美匹配层的理论基础和使用场景、PML网格划分标准
远场域和背景场域的使用
端口使用场景和方法
波束包络物理场的使用详解
波源设置
散射边界和端口边界的使用方法和技巧(波失方向和极化方向设置、S参数、反射率和透射率的计算和提取、高阶衍射通道反射投射效率的计算)
频域计算、时域计算
点源,如电偶极子和磁偶极子的使用方法
材料设置
计算模拟中各向同性,各向异性,金属介电和非线性等材料的设置
二维材料,如石墨烯、MoS2的设置
特殊本构关系材料的计算模拟(需要修改内置的弱表达式)
网格设置
精确仿真电磁场所需的网格划分标准
网格的优化
案列教学
COMSOL WITH MATLAB功能简介
COMSOL WITH MATLAB 进行复杂的物理场或者集合模型的建立(如超表面波前的衍射计算)
COMSOL WITH MATLAB 进行复杂函数的设置(如石墨烯电导函数的设置和仿真)
COMSOL WITH MATLAB 进行高级求解运算和后处理
COMSOL WITH MATLAB求解具有色散材料的能带
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