网格设置概述 #

本节是关于求解器网格设置的介绍。

网格是求解器中最关键的设置之一，直接影响仿真的精度和计算效率。合理的网格划分能够有效平衡计算资源与仿真精度，避免数值误差和资源浪费。

下文介绍 FDTD 求解器支持的三种网格类型。仅有 FDTD 求解器完整支持这三种网格类型；FDFD、FDE、EME、FDCharge 等求解器的网格设置与半自动非均匀网格类似；RCWA 求解器提供与均匀网格类似的 auto / custom 网格类型。

均匀网格 #

均匀网格（Uniform）中，每个网格单元具有相同的尺寸。适用于结构简单且变化平缓的模型，便于快速仿真和调试，适用于大多数常规仿真场景。FDTD 求解器支持该网格类型；RCWA 求解器的 auto / custom 网格类型在划分方式上与之类似。均匀网格需设置网格定义类型（Mesh definition type），支持 Mesh size 与 Number of mesh cells 两种方式。

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自动非均匀网格 #

自动非均匀网格（Auto nonuniform）根据用户设置的网格精度等级（Accuracy level）自动生成非均匀网格，以提高仿真结果的准确性和计算效率。推荐用于大多数复杂结构，尤其是多尺度问题。该类型为 FDTD 求解器的默认网格类型，仅 FDTD 求解器支持。自动非均匀网格不需要设置网格定义类型，网格划分由精度等级自动控制。

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半自动非均匀网格 #

半自动非均匀网格（Semi-auto nonuniform）允许用户自定义局部网格尺寸大小，以满足特定的仿真需求。适用于复杂结构中对部分区域有高精度需求的情况，需要用户具备一定网格设置经验。FDTD 求解器支持该网格类型；FDFD、FDE、EME、FDCharge 等求解器虽不提供半自动非均匀类型名称，但其网格设置方式与半自动非均匀网格类似，可参考本节说明。半自动非均匀网格需设置网格定义类型，支持全部四种定义方式。

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网格细化 #

网格细化用于提升材料界面处的计算精度，包括阶梯型与共形等细化方式及网格细化子单元等设置。

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最小网格尺寸 #

Min mesh size setting 用于限定程序在网格划分时允许使用的最小网格单元尺寸，即单个网格尺寸的下限。无论采用何种网格类型，生成的网格单元尺寸均不会小于该值。通常情况下，较小的最小网格尺寸可以提供更精细的分辨率，但需要更多的计算资源。仿真正常时不需要修改。

Name	Default	Description
Min mesh size setting	0.00025$\mu m$	定义程序允许的最小网格单元尺寸。

时间步长 #

时间步长是 FDTD 求解器特有的数值稳定性相关设置，用于满足时域差分格式的稳定性条件。FDFD、FDE、EME、FDCharge、RCWA 等其他算法不包含该设置。

Name	Default	Description
Stability factor	0.99	稳定性因子；每个时间步长的最大允许步长与实际使用的步长之间的比值。该参数用于判断时间步长是否足够小以保持数值的稳定性和准确性，仿真正常时不需要修改。
dt	-	时间步长，只读参数。

网格顺序 #

网格顺序（Mesh order）是结构属性，被用于设置网格创建的顺序。该属性适用于上述各类网格类型。

当结构在空间中重叠时，可以通过设置网格顺序来控制重叠部分材料的选择（网格顺序越大，材料等级越高）。具体设置步骤为：选中结构，右键打开编辑窗口，切换到Material标签页，勾选Override mesh order（默认不激活），并设置网格顺序的等级数。

如下图，改变结构 A 和结构 B 的网格顺序，以指定交叉空间的材料选择。