雙流體模擬的案例
激波作用下顆粒層動(dòng)態(tài)演化的雙流體模擬
摘要：基于計(jì)算流體力學(xué)開源軟件OpenFOAM的雙流體模型及相應(yīng)求解器，模擬研究了激波作用下顆粒層的動(dòng)態(tài)演化特性，并通過與文獻(xiàn)報(bào)道的實(shí)驗(yàn)結(jié)果對(duì)比，評(píng)估了數(shù)值模擬結(jié)果的定量準(zhǔn)確性。對(duì)比發(fā)現(xiàn)模擬得到顆粒層上下游壓力變化以及顆粒層自由面位置的時(shí)間演化都能與實(shí)驗(yàn)結(jié)果定量吻合。該研究結(jié)果為下一步基于OpenFOAM軟件開展沖擊作用下顆粒拋灑特性的數(shù)值模擬奠定了基礎(chǔ)。
關(guān)鍵詞：沖擊波；雙流體模型；CFD
在高能炸藥裝置中添加金屬顆粒以改進(jìn)或控制其毀傷性能是相關(guān)領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)之一[1-2]。當(dāng)爆炸發(fā)生后，金屬顆粒在高壓爆炸氣相產(chǎn)物的沖擊夾帶下高速拋灑，并與爆炸產(chǎn)物和氧氣發(fā)生化學(xué)反應(yīng)釋放熱量，以實(shí)現(xiàn)對(duì)目標(biāo)物的毀傷。已有研究表明，沖擊波作用下固體顆粒的拋灑并不是均勻的，而是首先在固體顆粒物料層表面形成射流，在爆炸氣相產(chǎn)物的作用下射流不斷向外拋灑顆粒，最終形成遠(yuǎn)場(chǎng)顆粒云。因此，爆炸初期固體顆粒物料層表面顆粒射流的形成及發(fā)展得到了學(xué)者的極大關(guān)注。
實(shí)驗(yàn)上，爆炸初期固體顆粒的射流問題一般是通過高速成像技術(shù)結(jié)合粒子回收的方式加以研究，高速成像能夠得到爆炸火球外緣顆粒射流狀態(tài)，而粒子回收能夠得到顆粒的拋灑距離。張傳山等[3]試驗(yàn)采用球形TNT為中心爆源，發(fā)現(xiàn)球形玻璃珠構(gòu)成的顆粒和球殼中發(fā)生破碎的顆粒體積分?jǐn)?shù)隨當(dāng)量比的增加呈現(xiàn)指數(shù)的衰減規(guī)律。蔣治海等[4]對(duì)炸藥爆炸驅(qū)動(dòng)不同壁厚拋撒裝置的殼體變形、裂紋產(chǎn)生液體射流形成及其發(fā)展過程進(jìn)行了試驗(yàn)研究，他們利用掃描電鏡對(duì)破片斷面進(jìn)行分析發(fā)現(xiàn)破片的形成主要由剪切斷裂造成。薛琨等[5-6]通過高速分幅照相技術(shù)研究了不同硅油含量的石英砂殼層在爆炸沖擊作用下的動(dòng)態(tài)拋灑過程，探究了顆粒射流的形成條件和結(jié)構(gòu)特征，發(fā)現(xiàn)硅油含量對(duì)于固體顆粒射流的形成和發(fā)展有著重要的影響。
受檢測(cè)手段以及實(shí)驗(yàn)本身安全性的限制，爆炸灑實(shí)驗(yàn)所能測(cè)得的信息有限。
展開 看雙流體動(dòng)力打印如何實(shí)現(xiàn)高性能電子產(chǎn)品的制造？
雙流體動(dòng)力學(xué)
根據(jù)3D科學(xué)谷的市場(chǎng)觀察，霍尼韋爾旗下的美國(guó)National Technology & Engineering Solutions of Sandia實(shí)驗(yàn)室正在開發(fā)一種用于雙流體動(dòng)力打印的裝置，包括同軸管組件，該裝置包括：內(nèi)管，具有用于使墨流流過的出口孔；環(huán)形外管，用于使鞘液流過其中，其中鞘液具有比墨水流更高的速度，使得墨水流在從內(nèi)管的出口孔排出時(shí)被外鞘流體流體動(dòng)力學(xué)聚焦。
此外，該裝置還可包括位于內(nèi)管出口孔下游的聚焦噴嘴，用于進(jìn)一步聚焦其中的墨流。還可包括用于從內(nèi)管的出口孔下游的墨流中去除鞘液的裝置和用于再循環(huán)去除的鞘液的再循環(huán)通道。
National Technology & Engineering Solutions of Sandia所開發(fā)的兩種流體的流體動(dòng)力學(xué)聚焦方法為電子和其他高性能應(yīng)用提供了一種新穎的微型打印技術(shù)。獨(dú)特的打印頭幾何形狀允許過量的鞘液與打印流動(dòng)流分離，以便回收/再利用。
特別是，用于聚焦油墨的鞘液可以選擇性地蒸發(fā)，而對(duì)核心液體射流的沖擊最小。由此可以將聚焦的墨水沉積在基板上以產(chǎn)生所需的特征。液體噴射可以高度集中以產(chǎn)生非常精細(xì)的特征，微流體研究人員已經(jīng)證明，在微流體室中使用流體動(dòng)力學(xué)聚焦可以生產(chǎn)直徑小至400nm的導(dǎo)電線路，這可用于開發(fā)新穎的印刷技術(shù)。
與氣溶膠噴射（AJ）3D打印技術(shù)相比，液體射流具有幾個(gè)優(yōu)點(diǎn)。這些優(yōu)點(diǎn)包括：
- 液體射流非常穩(wěn)定，提供均勻的沉積。
- 流體輸出速率可以非常高，以便快速打印小特征。
- 液體流具有非常好的邊緣清晰度，可實(shí)現(xiàn)RF應(yīng)用。
參考資料：US10130961B2_two fluid hydrodynamic_printing
來源：3D科學(xué)谷
展開 GLAD應(yīng)用：體全息光柵模擬
模擬結(jié)果
通過將干涉圖樣轉(zhuǎn)換為相位屏，GLAD能夠模擬體全息光柵。在本例中，兩束具有一定夾角的準(zhǔn)直光束形成了干涉圖樣。該干涉圖樣對(duì)應(yīng)的強(qiáng)度分布被轉(zhuǎn)化為相位調(diào)制分布。從而用于模擬全息記錄介質(zhì)中形成的梯度折射率分布。體全息結(jié)構(gòu)一旦形成，就可以在傳輸過程中將一束入射光波逐漸轉(zhuǎn)換成形成體全息結(jié)構(gòu)的另一束光波。兩束光波之間的能量傳遞轉(zhuǎn)換效率與體全息結(jié)構(gòu)的厚度密切相關(guān)。若厚度很薄，則入射光波轉(zhuǎn)化為另一束的效率很低，隨著厚度逐漸增加，轉(zhuǎn)換效率也隨之增加。到某一厚度時(shí)轉(zhuǎn)換效率最大，入射光束完全轉(zhuǎn)換為另一束。但是隨著厚度的進(jìn)一步增加，能量又會(huì)轉(zhuǎn)換回到入射光束。
系統(tǒng)描述
1990年,由Barbastathis和Brady提出體全息成像技術(shù)，采用體全息光柵作為選擇成像元件，對(duì)物體進(jìn)行實(shí)時(shí)三維成像。與采用常規(guī)光學(xué)透鏡的成像系統(tǒng)相比，體全息成像技術(shù)僅利用一個(gè)厚型體全息圖(或稱為體全息光柵透鏡)作為對(duì)物場(chǎng)不同深度層進(jìn)行選擇成像的衍射元件，可以使得三維物場(chǎng)信息按照光學(xué)斷層切片方式逐片地重構(gòu)成像，不同的斷層切片對(duì)應(yīng)于三維物空間上軸向的不同位置。因此，采用體全息成像方法既可以研究靜態(tài)物體的高度與外形輪廓的變化，以及半透明物體(具有一定的折射率和吸收系數(shù))的內(nèi)部變化，又可以研究散射微粒的空間動(dòng)態(tài)物場(chǎng)分布。特別值得一提的是體全息成像系統(tǒng)還可以獲取光譜信息，即它能夠?qū)⑽矬w不同顏色的部分像彩虹一樣分開，因而還可以在像面不同位置處分別獲取待測(cè)物體的光譜信息。
自從伽伯1948年提出全息術(shù)后，光學(xué)全息術(shù)已經(jīng)被廣泛用于三維光學(xué)成像領(lǐng)域。體全息成像技術(shù)是采用體全息光柵作為成像元件對(duì)物體進(jìn)行三維成像的技術(shù)。
展開 全息生成的體光柵的嚴(yán)格模擬
摘要
全息生成的體光柵厚度遠(yuǎn)大于波長(zhǎng)，通常在波長(zhǎng)和角度附近顯示出窄帶寬。 經(jīng)過兩束干涉光曝光過程之后，可生成一個(gè)熔融石英內(nèi)部的體光柵，并在VirtualLab Fusion中使用嚴(yán)格的傅里葉模態(tài)方法（FMM）進(jìn)行模擬。 本案例分析了光柵的光譜和角度的相關(guān)反射特性。
任務(wù)描述
衍射效率與波長(zhǎng)的關(guān)系
衍射效率與入射角的關(guān)系
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-Configuration of Grating Structures by Using Special Media
尼龍圓柱體結(jié)構(gòu)的冷卻模擬 ￥200
腔體中有一個(gè)圓柱，給腔體中通入溫度為100K的某氣體，該氣體與腔體中的空氣混合，然后對(duì)尼龍圓柱結(jié)構(gòu)進(jìn)行冷卻，仿真模擬圓柱的溫度變化，結(jié)果如下圖所示：
感興趣的朋友，歡迎交流模型！
[VirtualLab] 全息生成的體光柵的嚴(yán)格模擬
摘要
全息生成的體光柵厚度遠(yuǎn)大于波長(zhǎng)，通常在波長(zhǎng)和角度附近顯示出窄帶寬。 經(jīng)過兩束干涉光曝光過程之后，可生成一個(gè)熔融石英內(nèi)部的體光柵，并在VirtualLab Fusion中使用嚴(yán)格的傅里葉模態(tài)方法（FMM）進(jìn)行模擬。 本案例分析了光柵的光譜和角度的相關(guān)反射特性。
任務(wù)描述
衍射效率與波長(zhǎng)的關(guān)系
衍射效率與入射角的關(guān)系
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【JY】砌體的精細(xì)化有限元模擬
針對(duì)大型砌體結(jié)構(gòu)或者砌體歷史建筑等包含大量不規(guī)則結(jié)構(gòu)構(gòu)件情況下，采用宏觀均質(zhì)模型則可有較高的計(jì)算效率及滿足要求分析精度（需編寫能反映砌體特點(diǎn)的UMAT）。
(a) 細(xì)觀模型
(b) 中尺度模型
(c) 均質(zhì)模型
圖1 砌體模型
精細(xì)化砌體有限元要點(diǎn)簡(jiǎn)述
砌體精細(xì)化有限元分析的基本流程如下：
在砌體精細(xì)化有限元分析中，砂漿與磚塊的本構(gòu)設(shè)置以及接觸設(shè)置是尤為重要的部分。其中，砂漿與磚塊之間接觸面的相互作用設(shè)置是最為關(guān)鍵的一步，故本文側(cè)重對(duì)砂漿與磚塊接觸面設(shè)置進(jìn)行闡述。砂漿與磚塊的接觸面屬性包括法向接觸、切向接觸，采用面面接觸（surface to surface/Standard）進(jìn)行模擬。
1.法向接觸
1.1法向受壓
在法向接觸準(zhǔn)則中，通常采用“硬”接觸來模擬砂漿與磚塊界面之間的法向接觸行為。硬接觸在接觸面之間傳遞的接觸壓力大小不受限制，當(dāng)接觸壓力為負(fù)值時(shí)，兩個(gè)接觸面發(fā)生分離，同時(shí)接觸面上的結(jié)點(diǎn)約束失效。
1.2法向受拉
在法向接觸準(zhǔn)則中，受拉屬性可采用基于接觸面的粘性行為進(jìn)行定義，該行為指當(dāng)位移或應(yīng)力滿足損傷初始準(zhǔn)則時(shí)，法向粘性行為進(jìn)入損傷演化。損傷初始準(zhǔn)則與損傷演化準(zhǔn)則見下圖2。
展開 凍融循環(huán)作用下危巖體破壞模擬
如在寒區(qū)危巖體或者邊坡工程中，地表水滲透到巖體內(nèi)部，滲透水在低溫作用下對(duì)巖體產(chǎn)生凍脹破壞，并且在反復(fù)凍融作用下，整個(gè)邊坡或危巖體的穩(wěn)定性持續(xù)劣化進(jìn)而產(chǎn)生滑移破壞。
（2）計(jì)算任務(wù)：在2D平面內(nèi)實(shí)現(xiàn)凍融循環(huán)作用下危巖體的破壞判斷，考慮凍融循環(huán)作用下由于水分凍脹產(chǎn)生的應(yīng)力對(duì)危巖體結(jié)構(gòu)面的作用，考慮凍融循環(huán)作對(duì)危巖體組成材料的力學(xué)性能弱化（如抗剪強(qiáng)度參數(shù)的弱化），在雙重作用影響下，危巖體極有可能出現(xiàn)失穩(wěn)破壞。該模型可以準(zhǔn)備判斷危巖體是否發(fā)生破壞，具有科研和工程實(shí)踐價(jià)值。
（3）設(shè)備基本參數(shù)：CPU為“Intel(R) Xeon(R) CPU i5-6300HQ @ 2.30GHz”;內(nèi)存為“8.0GB”；顯卡為“Nvdia MX150”,64為驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)
（4）采用Standard求解器進(jìn)行模擬；模型利用2D可變形殼型平面模型；用Mohr—Coulomb準(zhǔn)則作為破壞準(zhǔn)則，利用非對(duì)稱矩陣求解器求解，考慮土體自重力。所有單元類型采用平面應(yīng)變單元（CPE4），網(wǎng)格控制屬性為四邊形掃掠技術(shù)。
（5）計(jì)算耗時(shí)：依據(jù)危巖體尺寸的不同計(jì)算時(shí)間有長(zhǎng)有短，但都遠(yuǎn)低于3D模型模擬所需時(shí)間。
（6）分析：
（a）利用2D可變形模型，將3維危巖體降維成2維平面，極大地提高了計(jì)算效率；
（b）凍融循環(huán)作用在ABAQUS可通過用戶子程序umat對(duì)材料的抗剪強(qiáng)度參數(shù)定義，或者利用場(chǎng)變量定義，實(shí)現(xiàn)方式較為便捷。
（c）模擬結(jié)果與理論上所得較為符合。
展開 標(biāo)準(zhǔn)6m立方體體型系數(shù) | 數(shù)值模擬(CFD)結(jié)果 VS 現(xiàn)場(chǎng)實(shí)測(cè)結(jié)果
01
風(fēng)荷載研究方法
包括：現(xiàn)場(chǎng)實(shí)測(cè)法、風(fēng)洞試驗(yàn)、數(shù)值模擬(CFD仿真)。
1-現(xiàn)場(chǎng)實(shí)測(cè)法
比如本文中對(duì)比數(shù)據(jù)就是來自于英國(guó)西爾索(Silsoe)研究院與新西蘭奧克蘭大學(xué)合作建造的一個(gè)6m立方體實(shí)測(cè)模型（Silsoe 立方體)，主要用于研究風(fēng)和結(jié)構(gòu)的相互作用[1]。
由于實(shí)測(cè)法數(shù)據(jù)較為真實(shí)，具有很高的參考價(jià)值。因此很多人將CFD應(yīng)用在工程項(xiàng)目前，先會(huì)做一個(gè)對(duì)比模型與Silsoe立方體結(jié)果進(jìn)行對(duì)比，驗(yàn)證軟件的可靠度。
但該方法成本較高，應(yīng)用較為局限。
2.風(fēng)洞試驗(yàn)法
相比于上一種方法，可以在設(shè)計(jì)階段對(duì)建筑的風(fēng)荷載進(jìn)行研究。
但是需要采用縮尺模型，雷諾數(shù)比實(shí)際項(xiàng)目小很多，某些對(duì)雷諾數(shù)敏感的建筑，其結(jié)果可能會(huì)有偏差。而且需要做很多工作來保證來流風(fēng)與實(shí)際風(fēng)剖面接近，不同的人不同的實(shí)驗(yàn)室做相同的試驗(yàn)，結(jié)果可能會(huì)有較大離散性。
試驗(yàn)的周期較長(zhǎng)，成本高昂，一般只有大型重點(diǎn)項(xiàng)目才會(huì)采用這種方法。
3.數(shù)值模擬(CFD仿真)
相比于風(fēng)洞試驗(yàn)，周期短、成本低，可全尺度模擬。
展開 OptiMode應(yīng)用矢量有限元法模擬表面等離子體激元
這些表面等離子體激元(SPPs)在金屬電介質(zhì)界面具有電場(chǎng)強(qiáng)度極值，由于其對(duì)任意接近該表面的改變極其敏感通常可用于傳感應(yīng)用。利用合適的模式解算器可以得到具有2D結(jié)構(gòu)的導(dǎo)模。
等離子體平均功率流圖
1. 應(yīng)用
?
亞波長(zhǎng)光學(xué)
?
傳感
?
信號(hào)傳輸
?
光學(xué)偏振器
?
彎曲波導(dǎo)
2. 優(yōu)勢(shì)
?
VFEM模式求解器可輕松處理高橫縱比的波導(dǎo)
?
搜索具有復(fù)值模式指數(shù)的模態(tài)
?
高階插值混合向量/節(jié)點(diǎn)元素,可以準(zhǔn)確地捕捉到金屬與電介質(zhì)交界面附近的高電場(chǎng)強(qiáng)度
?
三角網(wǎng)格尺寸能夠適應(yīng)高精度材料屬性
?
利用波導(dǎo)的對(duì)稱性，可以降低仿真域并把具有特定對(duì)稱性的模態(tài)作為目標(biāo)
?
VFEM快速而且精確
3. 仿真描述
矢量有限元法（VFEM）模式求解器接收復(fù)介電常數(shù)材料，并使用特別適合對(duì)高對(duì)比度介電界面進(jìn)行建模的矢量基函數(shù)來表示。其中一個(gè)很好的例子就是使用VFEM模式求解器來計(jì)算表面等離子傳導(dǎo)結(jié)構(gòu)。
該結(jié)構(gòu)在研究中背面顯示為黑色輪廓線，中心范圍的銀由介電常數(shù)為4的材料圍繞。材料銀在633nm波長(zhǎng)的介電常數(shù)是-19-j0.53[1]。該傳導(dǎo)結(jié)構(gòu)不僅僅有高介電常數(shù)對(duì)比度組成，同時(shí)具有較高的橫縱比，即寬度遠(yuǎn)大于厚度。
利用對(duì)稱邊界和如[1]中分類的模式組合，相應(yīng)波導(dǎo)厚度模式的色散曲線如圖1所示。所有模式具有一個(gè)主Ey分量，該分量有TM模組成并具有無限寬度結(jié)構(gòu)。
展開 Fluent仿真實(shí)例-大渦模擬大風(fēng)吹過圓柱體的噪聲
修改聲學(xué)模型的參數(shù)，操作：Models -> Acoustics -> Edit...將Source Correlation Length設(shè)置為0.095m，此值等于圓柱體直徑0.019m的5倍。如果是3D模型計(jì)算，此值不需要設(shè)置。
設(shè)置聲學(xué)信號(hào)。操作：Solution -> Run Calculations -> Acoustic Signals...設(shè)置兩個(gè)信號(hào)接收器receivers。其中一個(gè)在Y方向的35D（D為圓柱體直徑）就是-0.665m處，另外一個(gè)在128D就是-2.432m處。
計(jì)算和讀取聲學(xué)信號(hào)進(jìn)兩個(gè)接收器中。
7、聲學(xué)后處理
7.1 顯示聲壓隨時(shí)間變化圖。
選擇兩個(gè)接收器。
點(diǎn)擊plot按鈕，顯示聲壓隨時(shí)間變化曲線。
可以看到，紅色線（接收器2）的時(shí)間相對(duì)黑色線（接收器1）平移到大約5e-3s，而且也弱很多。這是因?yàn)榻邮掌?比接收器1離圓柱體更加遠(yuǎn)。
7.2 傅里葉轉(zhuǎn)換。
操作：Results –> Plots –> FFT。參數(shù)設(shè)置如下
接收器1的聲壓譜顯示如下。
-------END-------
文章來源：CFD小鎮(zhèn)
展開 
有沒有人代做砌體墻模擬
想找個(gè)人，有償，代做加固砌體墻模擬。。
Ansys Zemax | 利用 Kogelnik 方法模擬體全息光柵的衍射效率
本文介紹了OpticStudio 21.1中新的原生體全息模擬功能，此功能考慮到全息光柵的物理特性，在序列模式下對(duì)其進(jìn)行全面模擬和分析。同時(shí)，也示范使用現(xiàn)有DLL在非序列模式下展示相同的功能。這些分析對(duì)于設(shè)計(jì)虛擬現(xiàn)實(shí)（VR）和增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)（AR）的頭戴型顯示器（HMD）和抬頭顯示器（HUD）等系統(tǒng)非常重要。
本文解釋了模型中使用的理論和參數(shù)，并介紹了5個(gè)系統(tǒng)范例。
序列模式的體全息在OpticStudio的所有版本上都可以使用，但是衍射效率分析只有訂閱制才能使用。DLL是訂閱制旗艦版本的功能。
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簡(jiǎn)介
體全息在許多類型的光學(xué)系統(tǒng)中很受歡迎，例如：抬頭顯示器（HUD）、增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)（AR）和虛擬現(xiàn)實(shí)（VR）的頭戴式顯示器（HMD）。全息能夠?qū)⒐饩€衍射到任何所需的角度，其波長(zhǎng)和角度的選擇性使其能夠創(chuàng)造更輕、更緊密的光學(xué)系統(tǒng)。
OpticStudio長(zhǎng)期以來一直支持理想全息的模擬。然而，為了準(zhǔn)確地說明體全息的特性，除了考慮衍射光線的傳播方向外，還必須考慮衍射效率、材料收縮或折射率變化等因素?？紤]衍射效率使用戶能夠進(jìn)行圖像模擬和綜合優(yōu)化等高級(jí)分析。
表面浮雕光柵與體全息光柵的比較
在介紹這個(gè)模型之前，我們先簡(jiǎn)單解釋一下表面浮雕光柵（SRG）和體全息光柵（VHG）的區(qū)別。這兩種光柵在光學(xué)系統(tǒng)中的作用幾乎是一樣的，但在制造和模擬方面卻有很大的不同。
圖 1. （a） 表面浮雕光柵 （b） 體全息光柵
圖1（b）所示的VHG是通過在感光材料薄膜上曝光兩個(gè)或多個(gè)光束來制造。然后將薄膜進(jìn)行化學(xué)或熱顯影：這就是光柵。光柵上的表面是光滑的，但光柵內(nèi)部的折射率是正弦調(diào)變的。為了對(duì)VHG進(jìn)行建模，需要使用高效的Kogelnik理論或嚴(yán)格耦合波分析（RCWA）等算法。
展開 基于Gromacs的蛋白質(zhì)與小分子配體相互作用模擬教程
在生命科學(xué)的廣闊領(lǐng)域中，蛋白質(zhì)與小分子配體之間的相互作用扮演著至關(guān)重要的角色。這些相互作用不僅影響著生物體內(nèi)的各種生命活動(dòng)，如信號(hào)傳導(dǎo)、代謝調(diào)控和藥物作用等，同時(shí)也是藥物設(shè)計(jì)和開發(fā)的核心內(nèi)容。因此，深入理解并模擬這些相互作用過程，對(duì)于推動(dòng)生命科學(xué)研究和藥物研發(fā)具有重要意義。
本教程旨在為讀者提供一套完整的蛋白質(zhì)與小分子配體相互作用模擬的流程和方法。通過本教程的學(xué)習(xí)，您將能夠掌握從蛋白質(zhì)與小分子配體的結(jié)構(gòu)準(zhǔn)備、相互作用模擬到結(jié)果分析的全流程，從而能夠自主進(jìn)行相關(guān)的模擬研究。
在本教程中，我們將首先介紹蛋白質(zhì)與小分子配體相互作用的基本原理和模擬的基本概念，為讀者奠定理論基礎(chǔ)。隨后，我們將詳細(xì)闡述模擬的具體步驟，包括結(jié)構(gòu)準(zhǔn)備（如蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)預(yù)測(cè)、小分子結(jié)構(gòu)優(yōu)化等）、相互作用模擬（如分子對(duì)接、分子動(dòng)力學(xué)模擬等）以及結(jié)果分析（如相互作用能計(jì)算、軌跡分析等）。在每個(gè)步驟中，我們都會(huì)結(jié)合具體的案例和實(shí)例，詳細(xì)解釋操作步驟和注意事項(xiàng)，幫助讀者更好地理解和掌握。
具體流程：
一、預(yù)處理復(fù)合物
1. 蛋白質(zhì)及配體結(jié)構(gòu)獲取
在本教程中，我們將使用T4溶菌酶L99A/M102Q(PDB ID：3HTB)為例，從PDB蛋白數(shù)據(jù)庫(kù) (RCSB PDB)下載其晶體結(jié)構(gòu)，去掉晶體水，PO4和 BME。
蛋白及配體力場(chǎng)獲取
只有在力場(chǎng)的.rtp文件中存在構(gòu)建塊的條目時(shí)，拓?fù)洳拍茏詣?dòng)組裝。而JZ4配體在 GROMACS 提供的任何力場(chǎng)中都不是一個(gè)可識(shí)別的實(shí)體，因此我們將分兩步準(zhǔn)備系統(tǒng)拓?fù)洌?)用pdb2gmx準(zhǔn)備蛋白質(zhì)拓?fù)洌?)使用外部工具準(zhǔn)備配體拓?fù)洹?/span>
展開 OptiMode應(yīng)用矢量有限元法模擬表面等離子體激元
這些表面等離子體激元(SPPs)在金屬電介質(zhì)界面具有電場(chǎng)強(qiáng)度極值，由于其對(duì)任意接近該表面的改變極其敏感通常可用于傳感應(yīng)用。利用合適的模式解算器可以得到具有2D結(jié)構(gòu)的導(dǎo)模。
等離子體平均功率流圖
1.應(yīng)用
?亞波長(zhǎng)光學(xué)
?傳感
?信號(hào)傳輸
?光學(xué)偏振器
?彎曲波導(dǎo)
2.優(yōu)勢(shì)
?VFEM模式求解器可輕松處理高橫縱比的波導(dǎo)
?搜索具有復(fù)值模式指數(shù)的模態(tài)
?高階插值混合向量/節(jié)點(diǎn)元素,可以準(zhǔn)確地捕捉到金屬與電介質(zhì)交界面附近的高電場(chǎng)強(qiáng)度
?三角網(wǎng)格尺寸能夠適應(yīng)高精度材料屬性
?利用波導(dǎo)的對(duì)稱性，可以降低仿真域并把具有特定對(duì)稱性的模態(tài)作為目標(biāo)
?VFEM快速而且精確
3.仿真描述
矢量有限元法（VFEM）模式求解器接收復(fù)介電常數(shù)材料，并使用特別適合對(duì)高對(duì)比度介電界面進(jìn)行建模的矢量基函數(shù)來表示。其中一個(gè)很好的例子就是使用VFEM模式求解器來計(jì)算表面等離子傳導(dǎo)結(jié)構(gòu)。
該結(jié)構(gòu)在研究中背面顯示為黑色輪廓線，中心范圍的銀由介電常數(shù)為4的材料圍繞。材料銀在633nm波長(zhǎng)的介電常數(shù)是-19-j0.53[1]。該傳導(dǎo)結(jié)構(gòu)不僅僅有高介電常數(shù)對(duì)比度組成，同時(shí)具有較高的橫縱比，即寬度遠(yuǎn)大于厚度。
利用對(duì)稱邊界和如[1]中分類的模式組合，相應(yīng)波導(dǎo)厚度模式的色散曲線如圖1所示。所有模式具有一個(gè)主Ey分量，該分量有TM模組成并具有無限寬度結(jié)構(gòu)。
圖1 模態(tài)指數(shù)作為銀厚度的函數(shù)
對(duì)于厚度值較小的一些模式表現(xiàn)出較小的損耗，如SS0模式，其Ey分量關(guān)于x和y軸對(duì)稱。SS0模式備受關(guān)注，因?yàn)槌似漭^低的損耗，其坡印廷矢量與一個(gè)光纖(HE11)的基模在形狀上極為相似[1]。
SS0模式的坡印廷矢量沿軸傳輸顯示在背面；注意的是，功率在交界面的限制遠(yuǎn)大于中心。
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