BPM
關(guān)注創(chuàng)建者：320科技工作室 創(chuàng)建時(shí)間：2023-05-14
BPM的實(shí)例教程
其中包含了BPM,FDTD,FEM等多種算法，使得它能夠適用于各種不同要求場合。本課程主要使用RSoft算法集中的BPM算法對光波導(dǎo)和簡單光波導(dǎo)器件進(jìn)行仿真計(jì)算，從而對光在波導(dǎo)中的傳輸有一定得了解。
一、軟件CAD界面：
下載網(wǎng)站上的壓縮包，解壓縮后運(yùn)行C:\Program Files\RSoft\bin文件夾中的bcadw32.exe，即出現(xiàn)如下圖所示的CAD界面。此界面是定義波導(dǎo)結(jié)構(gòu)和下一步計(jì)算的前提。
二、單根波導(dǎo)的仿真：
在軟件中，點(diǎn)擊左上角的”New Circuit”按鈕，如圖所示。
點(diǎn)擊后彈出基本設(shè)置對話框，波導(dǎo)的一些基本特性參數(shù)需要在此設(shè)定。我們模擬目前光通信系統(tǒng)中應(yīng)用最為廣泛的掩埋型二氧化硅波導(dǎo)（channel型）。波導(dǎo)橫截面的尺寸結(jié)構(gòu)為6um*6um，芯層折射率為1.465，包層折射率為1.455（包層和芯層的折射率差為0.01），通信波長為1.55um。基本參數(shù)的設(shè)定如下圖所示（注意，軟件中關(guān)于長度的單位均為um）：
設(shè)置完畢后點(diǎn)擊”O(jiān)K”，進(jìn)入CAD界面。
首先畫一根直波導(dǎo)。點(diǎn)擊”Segment mode” （新建文件時(shí)默認(rèn)就是此模式），如上圖紅圈所示。之后在空白的CAD窗口中某一處單擊鼠標(biāo)左鍵，在任意另一處再單擊左鍵，即可畫出一條波導(dǎo)，如下圖所示。
到目前為止，畫出的波導(dǎo)是任意的，我們還需要對它進(jìn)行設(shè)置，滿足我們設(shè)計(jì)的要求。將鼠標(biāo)移動(dòng)至波導(dǎo)上（紅色區(qū)域上），再單擊鼠標(biāo)右鍵，會(huì)彈出波導(dǎo)的設(shè)置菜單。由于我們只需要仿真普通的直波導(dǎo)，所以大部分設(shè)置保持默認(rèn)即可。主要需要調(diào)整波導(dǎo)的位置。在RSoft軟件中，波導(dǎo)位置是由首尾兩個(gè)坐標(biāo)確定的，并且BPM計(jì)算的光是只沿著z軸傳播（即豎直方向），這個(gè)是需要特別注意的。具體設(shè)置見下圖。
展開 有償求bpm視頻
OptiBPM是基于光束傳播法(BPM)，對光通過任何波導(dǎo)介質(zhì)進(jìn)行仿真，無論是各向同性還是各向異性介質(zhì)。使用OptiBPM用戶可以在考察近場分布的同時(shí)驗(yàn)證發(fā)散場和波導(dǎo)場。
OptiBPM可以提高工程師的工作效率，減少設(shè)計(jì)風(fēng)險(xiǎn)，并降低與波導(dǎo)器件設(shè)計(jì)相關(guān)的整體成本。
OptiBPM可以模擬二維（2D）和三維（3D）波導(dǎo)器件中的光傳播。
2D區(qū)域是：
· X方向（垂直）-橫向
· Z方向（水平）-傳播方向
3D區(qū)域是：
· X方向（垂直）-橫向
· Y方向-深度
· Z方向（水平）-傳播方向
注：模擬器件在橫向尺寸上具有階梯狀的有效折射率分布。
要從真實(shí)的3D器件獲取二維器件，要應(yīng)用有效折射率方法。從3D到2D的縮減包含用一維橫截面替換器件的二維橫截面。用一維有效折射率分布代替實(shí)際折射率截面。雖然有效折射率法是一種近似解，但它適用于許多器件。BPM 3D提供了階躍折射率波導(dǎo)設(shè)計(jì)所需的所有工具。在BPM 3D中，輸入建模數(shù)據(jù)，這些數(shù)據(jù)由折射率分布、起始傳播場和一組數(shù)值參數(shù)組成。折射率分布由項(xiàng)目布局中列出的波導(dǎo)結(jié)構(gòu)提供。起始場可以是波導(dǎo)模式、高斯場、矩形場或用戶自定義場。起始場和其他模擬參數(shù)在Global Data對話框中指定，該對話框通過Simulation菜單訪問。
數(shù)值模擬
OptiBPM處理環(huán)境包含光束傳播方法（BPM）作為其核心元素，以及與BPM算法兼容的模式求解器。BPM基于控制介電質(zhì)中光傳播的方程的數(shù)值解。BPM考慮單色信號(hào)，并與求解亥姆霍茲方程有關(guān)。基于亥姆霍茲方程近似值的傳播模型用于：
· 簡化模擬
· 減小處理時(shí)間
· 更好管理計(jì)算機(jī)內(nèi)存
集成環(huán)境
OptiBPM能將通道波導(dǎo)、光纖和擴(kuò)散波導(dǎo)組合到同一個(gè)設(shè)計(jì)模塊中。一個(gè)簡易的菜單選項(xiàng)允許對波導(dǎo)在2D和3D間切換。
展開 SRM使用PFC3D建立的BPM模型表示原巖, 用離散斷裂網(wǎng)絡(luò)DFN表示節(jié)理, 如下圖所示, 來估算巖體的強(qiáng)度屬性和變形屬性, 從而預(yù)測巖體的脆性斷裂行為.
建模方法是把斷裂信息(即斷裂幾何形狀和特性)疊加到BPM模型上。即BPM對完整巖石建模，通過修改斷裂接觸點(diǎn)處的接觸模型引入斷裂的力學(xué)行為。由于PFC模型本質(zhì)上是離散的，因此破壞可能在完整的BPM區(qū)域和沿?cái)嗔衙姘l(fā)生。
SRM克服了早期工作中存在的模型尺寸和表示節(jié)理的限制，允許快速構(gòu)造和測試直徑為10-100米的中等到嚴(yán)重節(jié)理化的巖石樣本，這些巖石含有數(shù)千個(gè)非貫通性節(jié)理。SRM模擬用于估算巖體的峰前屬性(模量、損傷閾值、峰值強(qiáng)度)和峰后屬性(脆性、殘余強(qiáng)度、破碎)，并用于分析大規(guī)模邊值問題(例如巖體邊坡穩(wěn)定性)。SRM模擬允許考慮三維大型復(fù)雜非貫通性節(jié)理網(wǎng)絡(luò)以及塊體斷裂，包括不完整節(jié)理對塊體強(qiáng)度的影響。
一個(gè)通用的SRM數(shù)值模擬步驟如下:(1) 根據(jù)現(xiàn)場數(shù)據(jù)建立離散斷裂網(wǎng)絡(luò)DFN; (2) 對構(gòu)造的DFN模型進(jìn)行了隨機(jī)抽樣，按恒定的高寬比分離出N個(gè)立方樣本進(jìn)行模擬; (3) 對每個(gè)立方樣本進(jìn)行強(qiáng)度試驗(yàn), 并記錄了每個(gè)樣本的全部應(yīng)力應(yīng)變行為。這種方法為確定大規(guī)模巖體樣本的復(fù)雜構(gòu)成行為提供了一種方法。這在實(shí)驗(yàn)室中通常很難實(shí)現(xiàn)或不可能實(shí)現(xiàn)。
展開 2 模擬方法
離散元模擬裂縫擴(kuò)展的方法有三種：第一種方法是使用voronoi單元，早期模擬巖石脆性斷裂主要使用這種方法，而且這種方法目前還在繼續(xù)使用(二維Voronoi 塊體生成方法; 三維Voronoi塊體的單軸抗壓強(qiáng)度試驗(yàn)); 第二種方法是粘結(jié)顆粒模擬BPM(Bonded Particle Modeling)，大約在上世紀(jì)90年代中期，離散元(PFC,UDEC,3DEC)的提出者Cundall發(fā)現(xiàn)如果用顆粒(ball)的組合表示巖石，然后在模型中插入節(jié)理面，那么巖石的斷裂有可能沿著顆粒之間的接觸發(fā)生，也有可能沿著節(jié)理面擴(kuò)展，這一思想導(dǎo)致了后來BPM和合成巖體SRM的提出(離散斷裂網(wǎng)絡(luò)(DFN)[P4]: 創(chuàng)建一個(gè)合成巖體SRM)；第三種方法是粘合塊體模擬BBM(Bonded Block Modeling)，這種方法借用了BPM的發(fā)展思路，但是又不同于BPM。
3 BBM應(yīng)用
粘合塊體模擬BBM是3DEC使用的一種分析巖體裂縫擴(kuò)展和巖體破碎的方法。BBM由一系列非常小的四面體組成，由于尺寸足夠小，因此假定塊體是彈性的，塊體之間的接觸呈彈-塑性狀態(tài)，破壞沿著這些接觸發(fā)生。生成BBM的方法有兩種，一種方法是用block zone list poly命令將每個(gè)單元轉(zhuǎn)化為block[將單元zone轉(zhuǎn)化為四面體tetrahedron---block zone list poly (BBM)],另一種方法是從Griddle[Griddle---FLAC3D和3DEC的高級(jí)網(wǎng)格劃分工具]中導(dǎo)入。如果產(chǎn)生較大的模型，使用Griddle比使用poly的效率高。作為一種通用的方法，盡管BBM可以應(yīng)用在巖石工程的眾多領(lǐng)域，但是感覺應(yīng)用在崩落采礦(Caving Mining)的塊體破碎分析上更合適一些。
展開 
BPM的最新內(nèi)容
偏振：TE
網(wǎng)格-點(diǎn)數(shù)= 600
BPM求解器：Padé（1,1）
引擎：有限差分
方案參數(shù)：0.5
傳播步長：1.55
邊界條件：TBC
注意：有關(guān)仿真參數(shù)的更多信息，請參閱OptiBPM用戶指南。
......
計(jì)算基模形狀要先在“Parameter Field”窗口中的“General”標(biāo)簽中將橫模級(jí)數(shù)改為0，然后點(diǎn)擊LASCAD主窗口的菜單條中的“BPM/Run BPM”打開如圖20所示的窗口。此窗口中的條目可控制BPM碼的運(yùn)行。
不要改動(dòng)窗口中的默認(rèn)設(shè)置，直接點(diǎn)擊“Run BMP”運(yùn)行BPM碼。此時(shí)兩個(gè)圖形窗口和BPM主窗口一起打開。
高度靈活的流程引擎
支持多維數(shù)據(jù)分析
流程引擎構(gòu)建了基于組織角色的可定制、可擴(kuò)展、可集成的BPM（業(yè)務(wù)流程管理）規(guī)范體系，為組織制度的電子化表述與互聯(lián)網(wǎng)化流轉(zhuǎn)提供完整的體系支持。它提供彈性的可視化、智能化工作流定義、設(shè)計(jì)、配置及運(yùn)行展現(xiàn)能力，同時(shí)支持動(dòng)態(tài)運(yùn)行中的流程變更策略與全息流轉(zhuǎn)記錄，形成流程行為大數(shù)據(jù)基礎(chǔ)。
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全棧式質(zhì)量管理，覆蓋核心場景
基于行業(yè)痛點(diǎn)與客戶需求， QMS系統(tǒng)以"數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)、閉環(huán)管理"為核心，打造12大功能模塊，覆蓋質(zhì)量管控全場景：
01
基礎(chǔ)支撐層
? 智能基礎(chǔ)平臺(tái)：模塊化架構(gòu)支持快速部署，集成MES、BPM等系統(tǒng)；
? 動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)池篩選：實(shí)時(shí)采集生產(chǎn)、檢測數(shù)據(jù)，監(jiān)測異常波動(dòng)，實(shí)現(xiàn)質(zhì)量風(fēng)險(xiǎn)前置預(yù)警。
VirtualLab Fusion多元化光學(xué)仿真平臺(tái)原理簡介
VirtualLab Fusion多元化光學(xué)仿真平臺(tái)是德國LightTrans公司以場追跡概念開發(fā)出來的一款多元化光學(xué)仿真平臺(tái)，其集成了從幾何光學(xué)到物理光學(xué)、從近似到嚴(yán)格的各種麥克斯韋方程求解器，如LPIA（局部平面界面近似）、LLGA（局部線性光柵近似）、RK-BPM（龍格庫塔光束傳輸方法）、TEA（薄元近似）、FMM/RCWA（
光束傳輸代碼（BPM） 16
1.
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