方形谐振腔回音壁模式的仿真

fdtd

#1

老师,您好。
Q1:在用FDTD仿真正方形谐振腔回音壁的模式的时候,采用不同的精度,其谐振峰的位置也会有较大变化,想问一下老师是什么原因;下图分别是精度2,4,8的频谱


Q2:在用Q analysis计算模式的Q值的时候,最左边的峰的Q值并没有计算出来,想问一下老师,怎么修改分析组,才能得到想要的峰的Q值。
源文件如下square cavity.fsp (614.9 KB)


#2

A1:说明这个结构对仿真网格的精度依赖性很强,需要做收敛性测试。你可能需要根高的精度,例如用Custom non-uniform 网格或者添加细化网格。需要注意的是,PML的层数需要适当增加以免影响结果。

A2:现在是用偶极子来激发可能的谐振模式,用时间监视器获得结果,因此你需要调整这两个物件知道你需要的谐振出现。这也是为什么我们添加几个随机偶极子的原因,因为一开始我们并不知道有哪些谐振。

一般需要反复调整、测试,直到得到最好的结果。

查看你的文件,偶极子和分析组均局限在很小的区域,应该更大些。


#5

老师您好,对这个结构进行收敛性测试,是为了对不同精度的结构误差作比较吗,以及收敛性测试该怎么做?


#6

虽然有这个信息但主要目的是想知道最后的结果收敛到什么地方。

全面的收敛性测试很复杂,参见这个说明
一般的用户,我建议是,加大仿真区、设置好光源和监视器等,然后逐步提高网格精度和细化网格的精度,将获得的结果按精度给出,看看结果是不是随精度的提高趋向于某固定的数值。在保证二次方精度情况下(例如Conformal Variant 1)且没有其它误差影响(即使有,相对于网格引起的误差可以忽略不计的情况下),网格精度提高一倍,结果精度提高4倍,可以用Richard插值的方法预测收敛结果。详细的请参见高级数值分析教科书。

一般用户只要看到结果趋向明显就可以肯定仿真的正确性。