Bloch 혹은 주기 경계조건을 반영한 시뮬레이션에서 경계조건 영역의 중요성

impedencematch
bloch
unitcell
boundaryconditions
periodic

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이번 포스트는 아래 컨텐츠를 번역하여 작성되었습니다.
Is the boundary condition region important for simulations with Bloch/periodic boundary conditions? by @fgomez

특정한 방향에 대해서 주기(periodic) 혹은 Bloch 경계조건을 사용할 때, 아래 그림과 같이 시뮬레이션 영역의 좌우측 두 개의 파란색 영역이 표시됩니다.

주기 혹은 Bloch 경계조건에 대해서, 이 파란색 영역은 항상 한 개의 메쉬 두께를 가지게 됩니다. 경계조건 영역를 통과하여 구조물을 확장시키는 가장 좋은 방법은, x축 방향을 따라서 주기 구조를 나타내는 아래 그림 처럼, (왼쪽) 파란색 영역에 걸쳐있는 구조물의 일부 (왼쪽 적색 사각형)를 시뮬레이션 영역의 반대편 메쉬 셀의 일부(오른쪽 적색 사각형)와 일치시키는 것입니다.

이 방법을 확실히 적용할 수 있는 가장 쉬운 방법은 주기 경계의 각각 측면부에 구조체의 단위 셀(unit cell)을 최소 한 개 이상을 더 그려주는 것입니다. 이 예제에서는, 오직 한 방향에 대한 주기성을 가지고 있으므로, 3개의 단위 셀을 그려주면 됩니다. 2개의 방향에 대한 주기성이 있을 경우는 3X3 개의 단위 셀을 그려주고, 3개 방향에 대한 주기성이 있는 경우는 3X3X3 개의 단위 셀을 그려주면 됩니다.

어떤 주기 방향에 대해서도, 주기는 안쪽 경계 사이의 거리에 의해서 결정 되며, 이는 시뮬레이션 창의 너비(span)에 해당된다는 점을 유념하는 것이 중요합니다. 그러므로, 위 예제에서 시뮬레이션의 "x span"은 주기를 결정합니다.