表面等离激元波导的光热效应仿真方法

    公开(公告)号:CN109492341A

    公开(公告)日:2019-03-19

    申请号:CN201811586856.6

    申请日:2018-12-25

    Abstract: 本发明公开了一种表面等离激元波导的光热效应仿真方法,首先,基于电场矢量波动方程和电磁边界条件确立光场部分的边值问题,采用四面体矢量棱边元对光场分析区域进行离散,根据伽辽金方法建立光场有限元矩阵方程,求解获得三维表面等离激元波导的电场分布;然后,以电场产生的热量作为热源,基于瞬态热传导方程和热边界条件确立热场部分的边值问题,采用四面体标量节点元对热场分析区域进行离散,采用无条件稳定的后向差分格式对时间域进行离散,根据伽辽金方法建立每个时间步的热场有限元矩阵方程,求解获得三维表面等离激元波导的瞬态温度分布。本发明所述方法具有仿真精度高、适用范围广、求解效率高的特点。

    一种基于电磁场有限元的光捕获力仿真方法

    公开(公告)号:CN108920744A

    公开(公告)日:2018-11-30

    申请号:CN201810466810.4

    申请日:2018-05-16

    Abstract: 本发明公开了一种基于电磁场有限元的光捕获力仿真方法,方法包括如下步骤:确定光的电场控制方程和边界条件,构建基于电磁场有限元的光捕获力仿真区域环境;将目标物体放置在设定位置,并采用四面体单元对光捕获力的求解区域进行剖分;将电场的控制方程转化为泛函方程,同时确定入射光的加源区域;采用Whitney基函数实现单元插值构造有限元矩阵方程组,并求解有限元矩阵方程组获得整个所述求解区域上的电场分布情况;提取电场分布中任意包围目标物体的闭合曲面,并在该曲面上对麦克斯韦应力张量做高斯面积分,求解获得入射光对目标物体产生的光捕获力大小;本发明的方法适用范围广,得到对物体的光捕获力精确度高。

    表面等离激元波导的光热效应仿真方法

    公开(公告)号:CN109492341B

    公开(公告)日:2023-03-24

    申请号:CN201811586856.6

    申请日:2018-12-25

    Abstract: 本发明公开了一种表面等离激元波导的光热效应仿真方法,首先,基于电场矢量波动方程和电磁边界条件确立光场部分的边值问题,采用四面体矢量棱边元对光场分析区域进行离散,根据伽辽金方法建立光场有限元矩阵方程,求解获得三维表面等离激元波导的电场分布;然后,以电场产生的热量作为热源,基于瞬态热传导方程和热边界条件确立热场部分的边值问题,采用四面体标量节点元对热场分析区域进行离散,采用无条件稳定的后向差分格式对时间域进行离散,根据伽辽金方法建立每个时间步的热场有限元矩阵方程,求解获得三维表面等离激元波导的瞬态温度分布。本发明所述方法具有仿真精度高、适用范围广、求解效率高的特点。

    一种基于区域分解法的三维电磁热效应的仿真方法

    公开(公告)号:CN110096799A

    公开(公告)日:2019-08-06

    申请号:CN201910358016.2

    申请日:2019-04-30

    Inventor: 宛汀 刘实 唐奔流

    Abstract: 本发明公开了一种基于区域分解法的三维电磁热效应的仿真方法,首先对目标结构建立仿真模型,并分成若干互补重叠的子区域后做网格离散;然后基于时协电磁场特性建立子区域的电场控制方程组,并在各子区域交界面上引入连续性条件和电场拉格朗日乘子,通过求解电场拉格朗日乘子获得各子区域的电场分布情况;并将各子区域中有耗介质的欧姆损耗作为激发热量的热源,在各子区域采用对流边界条件进行截断,基于热传导特性确立热学控制方程,同时在各子区域交界面上引入热场传输条件和热场拉格朗日乘子;最后,引入热场狄利克雷预条件技术,加速热场拉格朗日乘子的迭代求解,获得各子区域中的热场分布情况;本发明的应用范围广、收敛速度快、求解精度高。

    基于低秩分解的电磁有限元-边界元的直接求解方法

    公开(公告)号:CN108629143A

    公开(公告)日:2018-10-09

    申请号:CN201810466832.0

    申请日:2018-05-16

    Abstract: 本发明公开了一种基于低秩分解的电磁有限元-边界元的直接求解方法,方法包括如下步骤:构建电磁场的求解区域,分别建立电磁场的有限元矩阵方程和边界元矩阵方程,通过电磁场的连续性耦合起来,联立得到由有限元矩阵和边界元矩阵组成的有限元‐边界元混合系统矩阵方程;采用近场映射和低秩分解方法分别构建有限元‐边界元混合系统矩阵方程中有限元矩阵和边界元矩阵的H‐矩阵表达式,从而建立有限元‐边界元混合系统的H‐矩阵表达式;使用H‐矩阵格式的LU分解算法和前后向回代算法对整个有限元‐边界元混合系统矩阵方程进行直接求解,获得求解区域的电场和电流分布,并从中获得待求的电磁参数;本发明的方法能将计算复杂度和存储需求降低到接近线性。

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