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軟體平台服務

光電中心COMSOL工具軟體

簡介

COMSOL Multiphysics為一套廣泛應用在各領域的多重物理量(Multiphysics)有限元素分析(FEA)軟體,目前已在全國各理工學院、工業界和各級研究單位累積廣大的忠實用戶,軟體本身提供單一操作介面以及物理域彈性耦合的設定方法,能在短時間內熟悉軟體建模,有效幫助問題的解決。本次課程以電磁模擬為主軸,以COMSOL Multiphysics的AC/DC、RF、波光學模組為核心,讓參與課程的學員在電磁模擬上有初步的認識。藉由本課程可以讓學員快速上手COMSOL操作,瞭解其實用性及應用。本次課程也針對COMSOL APP(UI介面加FEM Model)做應用層面的介紹,包含一個COMSOL APP的實機操作,及COMSOL
Compiler的操作介紹,讓學員能快速了解COMSOL APP在模擬開發上的實用性。

模組名稱

介紹

Ray Optics

“幾何光學模組”是COMSOL Multiphysics ®軟體的附加模組,支持您使用射線追踪方法對電磁波的傳播進行建模。在建模過程中,傳播的波作為射線處理,這些射線可以在模型幾何結構的邊界上被反射、折射或吸收。這種電磁輻射的處理方式採用近似方法,當幾何結構大於波長時,這種方法非常適用。

將“幾何光學模組”與COMSOL ®產品套件中的其他模組結合使用,可以在具有溫度梯度和變形的幾何結構中進行射線追踪,從而在單個仿真環境中執行高保真結構--光學性能(STOP )分析。

Semicoductor

MOSFETMESFET 和蕭特基二極體

半導體模組使您可以在最基礎的物理場層級詳細分析半導體元件的運行狀態。

該模組基於漂移-擴散方程,包含等溫或非等溫傳遞模型。它可用於模擬一系列實際元件——包括雙極、金屬半導體場效電晶體(MESFET)、金屬氧化物半導體場效電晶體(MOSFET)、蕭特基二極體、晶閘管和PN 接面等。

多物理場效應通常會對半導體元件的性能產生重要影響。

半導體加工通常在高溫下進行,因此可能會在材料中產生應力。此外,高功率元件會產生大量的熱。

半導體模組支持在COMSOL® 平台上進行半導體元件級模擬,使您可以簡便地創建用戶定義的多種物理模型。

此外,軟體非常透明,您隨時可以修正模型方程,完全自由地定義模組中未預定義的現象。

Wave Optics

模擬可以幫助我們根據實驗數據和理論來驗證光學系統的設計。然而,對於幾何結構遠大於電磁波長的大型光學器件來說,傳統的模擬方法不僅計算成本高,而且非常耗時。“波動光學模組”是COMSOL Multiphysics ®平台軟體的附加模組,能夠全面滿足您的光學建模需求。

“波動光學模組”提供專用的波束包絡方法,可用於模擬大型光學器件,與傳統方法相比,這種方法能夠大幅節省所需的計算資源。內置的許多特徵可用於為光學系統建模,例如域偏振,該特徵適用於模擬非線性波的傳播。

RF

        射頻和微波器件的設計人員需要確保電磁模擬的可靠性和穩定性。在傳統的電磁建模過程中,您可以單獨分析射頻物理場,然而,實際產品的運行不可能只涉及一個物理分支。要研究其他物理現像對產品設計的影響,便離不開多物理場建模,這種建模技術可以對模型進行擴展,在其中包含溫升、結構變形和流體流動等多種效應。在COMSOL Multiphysics ®模擬平台加入“RF模組”進行功能擴展後,您可以在多物理場環境下分析包括微波和射頻加熱在內的各種射頻設計,實現在一個軟體平台中模擬所有物理現象。

Optimization

最佳化模組可以與所有其它任意 COMSOL Multiphysics ®模組耦合使用。在創建您的產品或製程 COMSOL Multiphysics ®模型之後,您應該會希望改善產品設計。

通常這會涉及到四個步驟。首先,定義目標函數——描述系統的品質因子。

第二,定義一組設計變量——您想要更改的模型輸入。第三,定義設計變量的一組約束,或者需要滿足的工作條件。最後,最佳化模組會在滿足約束條件的前提下,更改設計變量來改進您的設計。

最佳化模組是一個通用介面,用於定義目標函數、定義設計變量,並設置約束。

任何模型輸入,無論是幾何尺寸、部件形狀、材料屬性還是材料分佈,都可以視為一個設計變量,並使用任意模型輸出來定義目標函數。

它可以在整個 COMSOL Multiphysics ®模組套件中使用,可以與 LiveLink 專業模組耦合使用,最佳化第三方 CAD 程序中的幾何尺寸。

Heat Transfer

“熱傳模組”是COMSOL Multiphysics ®平台的一個附加產品,用於分析傳導熱傳、對流熱傳和輻射熱傳。

“熱傳模組”包含一組綜合特徵,可用於研究熱設計和熱載荷效應。

您可以為整個設備、組件和建築物的溫度場和熱通量進行建模。

為了檢測某個系統或設計的真實特性,您可以使用軟體內置的多物理場建模功能輕鬆地在一個模擬環境中耦合多個物理效應。

AC/DC

要分析涉及靜態和低頻範圍的電磁系統和過程,離不開功能強大且靈活的仿真工具。“AC/DC模組”是COMSOL Multiphysics ®平台的附加模組,為用戶提供了各類建模特徵和數值方法,您可以通過求解麥克斯韋方程來研究電磁場和EMI/EMC

借助COMSOL ®軟體的多物理場功能,您可以研究其他物理效應(比如傳熱、結構力學和聲學)對電磁模型的影響。

Matlab Interface

無縫地整合COMSOL Multiphysics ®MATLAB ®可以擴展模擬功能與MATLAB®的腳本功能。LiveLink for MATLAB ®使您可以利用MATLAB®及其工具箱進行預處理、模型設定和後處理:

·  強大的多物理場模擬增強MATLAB ®編程

·  基於概率數據或圖像資料建立幾何模型

·  統計分析模擬結果

·  多物理場模型結合Monte Carlo 演算法和遺傳演算法

·  輸出COMSOL ®模型為狀態空間矩陣格式並整合到控制系統

·  COMSOL Desktop ®中調用MATLAB®函數


下載-光電中心COMSOL工具軟體申請表

填寫完畢後,請寄給管理者:

prc@my.nthu.edu.tw

03-5715131 #31170 彭麗蓉

名稱

簡介

CODE V

CODE V 是成像系統開發之領導工具,以序列的方式處理幾何及繞射光 學問題,綜合性涵蓋了廣泛的光學結構與計算,提供全方位設計、評 價、公差、價格、製造與組裝之光學設計平台。自1975年起,CODE V 對光學系統發展具有相當大的貢獻與深遠的影響,如微顯影透鏡、投影 機顯示器、車用光學設備、光通訊設備、醫療儀器、軍用科技與太空 探測設備。

LightTools

LightTools 為一互動式 3D 實體建模環境之光學設計軟體,可幫助使 用者建立各種應用的光源、機構與光學元件,提供高精確度運算與圖 形化分析結果,協助使用者將各種高複雜與高效率之光學產品快速導 入市場中,可廣泛應用於LED 封裝設計、室內外與車內照明應用、 背光模組設計、光機設計、太陽能集光器、鏡頭雜散光分析與感測器 等領域。

RSoft

RSoft Synopsys 公司旗下光學解決方案部的重點產品之一,致力於 提供通訊與光電產業廣泛的波動光學模擬設計工具,用以進行微結 構、繞射元件、光子元件、光通訊系統以及網路系統之設計。