更改几何比例会破坏模拟

计算科学 康索尔
2021-12-09 18:25:13

我正在尝试使用 Comsol 5.4 为空气中的一小部分金属盒找到电容矩阵。这里介绍的几何是一个简单的几何,它重现了我遇到的问题。

模拟设置:有效的方法

现在我将几何长度单位设置为“um”。为了创建我的块数组,我首先创建了一个 40 x 40 x 20 单位块,然后制作了一个 3 x 3 的数组,其中 x 和 y 间距为 50。将其与默认(自由三角形)网格进行网格划分给了我以下内容。

在此处输入图像描述

对于我的模拟,我使用“静电学,边界元(esbe)”物理。我将模拟域选择设置为“所有空隙”。我将“All Voids”的材质设置为“Air”,并且没有为块定义材质。我保留了所有默认的 esbe 边界条件(电荷转换、零电荷 1、零电荷 2、初始值)。但随后通过使每个块的所有 6 个边界成为电压端子来覆盖几乎所有这些。

这个模拟有效。我能够运行我的固定源扫描并提取麦克斯韦电容矩阵,它给了我看起来合理的数字。


什么是破碎

我将几何长度单位切换为“nm”。生成的网格看起来与这个相同,但单位为“nm”而不是“um”。其他一切都保持不变。我尝试运行此模拟并收到以下错误:

There are 1 void equations (empty rows in matrix) for the variable comp1.esbe.term1.V0_ode.
at coordinates:  (0,0,0), ...
There are 1 void equations (empty rows in matrix) for the variable comp1.esbe.term2.V0_ode.
at coordinates:  (0,0,0), ...
There are 1 void equations (empty rows in matrix) for the variable comp1.esbe.term3.V0_ode.
at coordinates:  (0,0,0), ...
There are 1 void equations (empty rows in matrix) for the variable comp1.esbe.term4.V0_ode.
at coordinates:  (0,0,0), ...
There are 1 void equations (empty rows in matrix) for the variable comp1.esbe.term5.V0_ode.
at coordinates:  (0,0,0), ...
There are 1 void equations (empty rows in matrix) for the variable comp1.esbe.term6.V0_ode.
at coordinates:  (0,0,0), ...
There are 1 void equations (empty rows in matrix) for the variable comp1.esbe.term7.V0_ode.
at coordinates:  (0,0,0), ...
There are 1 void equations (empty rows in matrix) for the variable comp1.esbe.term8.V0_ode.
at coordinates:  (0,0,0), ...
There are 1 void equations (empty rows in matrix) for the variable comp1.esbe.term9.V0_ode.
at coordinates:  (0,0,0), ...
and similarly for the degrees of freedom (empty columns in matrix).
Returned solution is not converged.
Not all parameter steps returned.

通过手动设置端子电压并为每个端子运行静态仿真,我已经能够在纳米尺度上从该几何图形中手动提取电容矩阵。这是乏味、耗时的,而且不应该是必要的。据我了解,按照此处的说明进行半手动终端扫描应该是可能的,但我无法尝试此操作,因为“PortName”从未作为有效参数出现在我的参数扫描中(是的,我启用了“激活手动终端扫描”)。我使用的是 esbe 而不是本教程中使用的 es 物理。也许我还有其他事情要做?


我该怎么做才能使固定源扫描模拟在 nm 尺度上正常工作?或者,如果这是不可能的,参数化终端扫描。

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