FDTD solution改變環境折射率後的 求解時間問題

fdtdsolutions

#1

老師們 大家好!

我正在進行不同環境折射率下的矽奈米結構模擬,
想請問為什麼當我改變FDTD solution中的background index (由1 改為1.52),
simulation time在n=1與n=1.52下,都為1000fs,
為什麼n=1.52時的模擬 會無法達到我預設的autoshutoff level呢?
是因為求解上多了小數點,會需要更多的計算時間嗎?

在此先謝謝大家! 萬分感謝!! :slight_smile:


#2

这是因为,折射率的改变就改变了光与结构的相互作用。很可能在你的情况下n=1.52产生很强的谐振,请添加几个时间监视器,看一下仿真结束时的场以及Spectrum。此时你需要增加仿真时间,让Autoshutoffmin来结束仿真,如果谐振强,可能还需要进一步减小AUtoshutoffmin。


#3

謝謝老師的回答!

可是就頻譜上來看n=1與n=1.52的諧振強度並沒有差很多,
所以才會認為是不是在FDTD求解微分方程時,
迭代的過程中因為多了小數點,造成需要更長的時間?
不知道老師對這部分的看法如何呢?

萬分感謝老師的回覆!!!:slight_smile:


#5

首先说明软件不会因为折射率有小数点就需要更长的时间,而是此时网格变细1.5倍时间步长也变短(如果整个仿真区都是折射率1.5, 那时间步长同时缩短1.5但仿真时间增加4次方倍,内存需要增加为3次方)所以仿真时间长,另一个就是谐振问题。请你用更长的仿真时间让它由Autoshutoffmin结束,然后再观察结果的变化,否则结果不一定具有可比性。


#6

謝謝老師的回覆,在增加模擬時間後,即沒有再跑到99%了!
但是我有點不懂老師說的
" 此时网格变细1.5倍时间步长也变短(如果整个仿真区都是折射率1.5, 那时间步长同时缩短1.5倍,仿真时间增加4次方倍,内存需要增加为3次方 "
這一段的意思,不知道老師能否再進一步說明呢?
不好意思麻煩您了!萬分感謝您!!


#7

因为在FDTD中,时间步长是取决于空间网格的尺寸,空间网格 变小,时间步长也跟着变小。但是内存是网格密度的三次方,在每上每个方向都变细,总的仿真时间正比于网格密度的4次方。我修改了上面的那句话。


#8

好的,謝謝老師的解答:)
萬分感謝您!!