在Python中设置FDTD仿真源
我正在尝试使用Python软件包进行一些FDTD模拟。首先，我想模拟一个平面波沿“z”方向穿过真空。在三维情况下，我很难正确地设置源文件。在2D情况下，我可以将源作为一条与计算矩阵的边界相接触的线。在3D中，这看起来是不可能的。下面是简单的例子。
2D情况:在2D情况下，源是从(x，y)=(0，.1e-6)到(x，y)=(15e-6，.1e-6) (从边界到边界)的一条线。由于这一点，平面波不受干扰地传播到矩阵的另一端(在那里它被反射)。
import meep_mpi as meep
x, y, voxelsize = 15e-6, 15e-6, 50e-9
vol = meep.vol2d(x, y, 1/voxelsize)
class Model(meep.Callback):
def __init__(self):
meep.Callback.__init__(self)
def double_vec(self, r):
return 1
model = Model()
meep.set_EPS_Callback(model.__disown__())
struct = meep.structure(vol, meep.EPS)
f = meep.fields(struct)
f.add_volume_source(meep.Ex,
meep.continuous_src_time(473.755e12/3e8), # 632.8nm
meep.volume(meep.vec(0e-6, .1e-6), meep.vec(15e-6, .1e-6)))
while f.time()/3e8 < 30e-15:
f.step()
meep.del_EPS_Callback()
output = meep.prepareHDF5File("Ex1.h5")
f.output_hdf5(meep.Ex, vol.surroundings(), output)
del(output)三维情况:源是从(x，y，z)=(0，0，.1e-6)到(x，y，z)=(15e-6，15e-6，.1e-6)的平面。这将创建一个从边界到矩阵边界的平面。然而，由于未知的原因，源没有触及边界(有一个很小的空空间)，无论我做什么，我都不能强迫它去触摸它。因此，我不能创造一个平面波的'z‘方向。直到现在，我尝试：(a)显式地给出no_pml参数(b)给出pml(0)参数，(c)改变采样，(d)改变源的'z‘位置。没有运气。如有任何建议，我将不胜感激。
import meep_mpi as meep
x, y, z, voxelsize = 15e-6, 15e-6, 15e-6, 50e-9
vol = meep.vol3d(x, y, z, 1/voxelsize)
class Model(meep.Callback):
def __init__(self):
meep.Callback.__init__(self)
def double_vec(self, r):
return 1
model = Model()
meep.set_EPS_Callback(model.__disown__())
struct = meep.structure(vol, meep.EPS)
f = meep.fields(struct)
f.add_volume_source(meep.Ex,
meep.continuous_src_time(473.755e12/3e8), # 632.8nm
meep.volume(meep.vec(0, 0, .1e-6), meep.vec(15e-6, 15e-6, .1e-6)))
while f.time()/3e8 < 30e-15:
f.step()
meep.del_EPS_Callback()
output = meep.prepareHDF5File("Ex1.h5")
f.output_hdf5(meep.Ex, vol.surroundings(), output)
del(output)回答 1
Stack Overflow用户
发布于 2017-07-15 22:36:57
你不能发送沿X轴极化电场的均匀平面波，这确实表现在垂直于Y轴的模拟体积边界上，其中场振幅降到零。这种故障不发生在与X垂直的两个边界上。
然而，这是完全物理解；默认情况下，边界表现为完美的电/磁导体；与PEC平行的电场分量在其附近必须为零。(良好的导体屏蔽外部电场。)
如果需要精确的平面波，则必须在字段初始化后附加另一个命令，将边界定义为周期性：
f.use_bloch(meep.X, 0) f.use_bloch(meep.Y, 0)
请注意，第二个参数不一定为零，从而可以定义任意倾斜波源。
有关更高级(更方便)的示例，请参见https://github.com/FilipDominec/python-meep-utils/blob/master/scatter.py
https://stackoverflow.com/questions/45122511
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