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comsol光电-RF-波动光学专题

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案列应用实操

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软件入门
仿真框架建立及软件基本操作

1、初识COMSOL仿真 以多个具体的案例建立COMSOL仿真框架，熟悉软件的使用方法；

2、COMSOL软件基本操作

2.1 参数及变量设置方法

2.2 几何建模

2.3基本函数设置方法，如插值函数、解析函数、分段函数

2.4特殊函数的设置方法，如积分、求极值、求平均值等

2.5网格划分

3、前处理和后处理的技巧讲解

3.1特殊变量的定义，如散射截面等

3.2如何利用软件的绘图功能绘制不同类型的数据图

3.3数据导出

3.4不同类型求解器的使用场景和方法

COMSOL仿真进阶
RF及波动光学模块仿真技术详解

4、COMSOL中RF、波动光学模块仿真基础

4.1 COMSOL中求解电磁场的步骤

4.2 RF、波动光学模块的应用领域

5、RF、波动光学模块内置方程解析推导

5.1亥姆霍兹方程在COMSOL中的求解形式

5.2 RF方程弱形式解析
5.3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）

6、边界条件和域条件的使用方法

6.1完美磁导体和完美电导体的作用和使用场景

6.2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

6.3求解域条件：完美匹配层的理论基础和使用场景、
PML网格划分的标

6.4远场域和背景场域的使用；

6.5 端口使用场景和方法； 波束包络物理场的使用详解

7、波源设置

7.1散射边界和端口边界的使用方法和技巧, 包括波失方向和极化方向的设置, S参数的计算和提取，反射率和透射率的计算和提取

7.2频域计算、时域计算

7.3点源,如电偶极子和磁偶极子的使用方法

7.4背景场的作用及使用方法

8、材料设置

8.1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

8.2二维材料,如石墨烯、MoS2的设置；
8.3特殊本构关系材料的计算模拟(需要修改内置的弱表达式)

9.网格设置

9.1精确仿真电磁场所需的网格划分标准

9.2网格的优化

9.3案列教学

COMSOL仿真进阶

10、COMSOL WITH MATLAB功能简介

(a)利用COMSOL WITH MATLAB 进行复杂的模型建立(超表面处理);
(b)利用COMSOL WITH MATLAB 进行复杂函数的设置(石墨烯仿真);

©利用COMSOL WITH MATLAB 进行高级求解运算和后处理;
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ANSYS-Fluent激光加工、熔覆过程仿真分析专题

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ANSYS-Fluent 软件入门

1. ANSYS-Fluent 软件应用及基本操作

1.1 模拟概览

1.2 模型创建

1.3 网格划分

1.4 物理问题

1.5 求解过程

1.6 后处理

2. 流动、传热及传质过程的边界条件、初始条件

2.1 外部边界，如 pressure-out 等

2.2 内部边界，如 wall 等

2.3 计算域，如 fluid 等

3. 案例实操：移动热源作用下钢板加热冷却仿真

Ø 激光热源模型，如高斯热源等

Ø 体热源与面热源

移动热源建模，如变扫描速度

激光熔凝仿真 UDF 二次开发

4. 材料凝固熔化过程的流动、传热和传质现象

4.1 热量传递的三种方式，传导、对流和热辐射

4.2 凝固熔化过程中的潜热

4.3 Marangoni 对流

4.4 热溶质对流

5.C语言基础（数据类型、运算符、三种结构：顺序、选择、循环等）

6. UDF 二次开发基础

6.1 UDF 简介

6.2 数据结构和宏，如 cell ，thread等

6.3 常用宏解析，如 C_R(c,t) ，C_T(c,t)等

6.4 UDMI 与 UDSI 讲解

6.5UDF手册8年使用心得

7.案例实操：45#钢激光熔凝仿真

Ø JMatPro 计算材料热物性参数

Ø 基于 Gambit 建模及网格划分

Ø 表面热源及凝固潜热处理

Ø 初始和边界条件设置

模拟结果分析

ANSYS-Fluent 软件二次开发提高

9. UDF 二次开发提高

Ø Fluent 中的欧拉模型

Ø UDF 中组元数据类型

Ø UDF 中欧拉相数据类型

UDF 中常用函数解析，DEFINE_PROPERTY 等

9. SCI 论文成果再现

Sn- 10wt.%Pb 合金凝固过程的通道偏析

Ø Gabmit 建模及网格划分

Ø 编写、编译、 挂载 UDF 程序

Ø 模拟数据后处理

通道偏析形成机制

激光熔覆过程 实例仿真

11. 激光熔覆过程中的成分分布

11.1 激光熔覆简介

11.2 激光熔覆中的物理现象

11.3 多组元材料的处理

12. 案例实操：

45#钢熔覆 316L 过程中熔池演化及熔覆层元素分布仿真

Ø 激光熔覆网格划分及边界条件设置

Ø 六组元两相模型建立，如 C ，Cr 等组元的固液两相

模拟结果分析

答疑 每天下午

16：30-17：00

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