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在範例
三維球體(Mie)
https://sites.google.com/site/fonsinem/fan-li-example/san-wei-qiu-ti-mie
我們也可以使用CAD軟體建立一個球體模型來做模擬
由設定來看
模擬一個折射率 n=1.5 (εr=2.25), 半徑=200 nm 的介電質圓球其散射吸收頻譜。
如範例裡假設我們想用 (X=Y=Z) 1100 nm 的總大小來做模擬
要如何使用免費機構軟體 FreeCAD 來完成
一、使用 FreeCAD (免費軟體Freeware)加入模擬邊界
1.創建一個球體 200 nm
2.如圖a,b,c,d順序創立上層邊界(Top Boundary)
a.將模組改為全模組
b.按creates a 2-point rectangle按鈕 (請使用這個平面的方式來建立上、下層邊界)
c.點擊按F2將名稱改為 Top_Boundary (可不改，只是方便說明)
d.照上面的條件定義邊界 (X軸)Length = 1100 nm, (Y軸)Height =1100 nm,
Z軸則是取 Top_position - Bottom_Potion = 1100 nm
(Top_position = 550 nm, Bottom_Potion= -550 nm)
3.重複步驟2建立下邊界
4. 個別匯出檔案，每一個結構都必須獨立匯出成一個檔案，而邊界亦是
邊界匯出的方式如下圖，必須一次選擇兩個再按 File=> export => 匯出 Mesh formats (存stl檔)
同樣的球體(shpere)也匯出存成 sphere.stl
此時，我們將擁有三個'檔案
Boundary.stl =>定義邊界用
sphere.stl => 球體結構
二、使用 MeshLab (免費軟體Freeware)個別合併 "結構與邊界"
如果只是載入結構，那麼將無法定義其上下邊界，因此才會使用 結構+邊界 的方式來匯入風行
首先開啟 MeshLab
1.按 File => import mesh => 選擇 Boundary.stl + Sphere.stl 會得到如下圖
然後在右邊結構上按右鍵會出現選單 => 選擇 Flatten Visible Layers 將Boundary與Cube合併如右下
最後選擇 File => Export Mesh As => 存檔 Shpere_With_Boundary.stl (檔名隨意這邊是舉例)
這裡就得到最後匯入風行的檔案
Shpere_With_Boundary.stl
三、載入風行模擬
開啟【設定介面】來進行驗證，這裡Reference選擇為400 (半徑=200)，而所對應的風行則希望是400 nm，delta 使用 5 nm 來描述。
即可得 X, Y, Z總大小需要 220, 220 , 220. delta =5 nm 如下圖
總尺寸則會為 X=1100 nm, Y=1100 nm, Z=1100 nm
接著設定如範例三維球體(Mie)
https://sites.google.com/site/fonsinem/fan-li-example/san-wei-qiu-ti-mie
前面的設定一樣，總尺寸為了配合範例所以刻意計算一樣，直接輸入如下圖
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設定如下
1. 主要設定 (Main-Setup : 選擇3D,設定總大小 x,y,z 網格數 220, 220 , 220. delta =5 nm
2. 波源與觀測 (Wave & Ob.) : 設定為TFSF-RCS (Radar cross section)，為計算散射吸收頻譜用
3. 頻譜 & 場 (Spe.&Field) : 設定模擬波長範圍、分割數
4. 邊界條件 (B.C.) : 因為是要計算單一球體散射吸收頻譜，因此四周圍皆為使用邊界條件吸收層PML
5. 結構設計 (Geo. Design): 模擬的結構使用介電質材料，因此勾選☑設計結構
6. 模擬計算 (Calculation) : 計算時間如下，記得勾選 ☑穩態場輸出 (Output Steady State)-Field Poynting (DFT)，這樣才會輸出計算完畢的散射吸收頻譜圖
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【結構設計=>載入三維模型結構】
確定好結構無誤的話後再按【輸出結構】
後續與範例中一樣
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三維情況可能顯示吸收層、觀測範圍、波源等會比較不容易判別，可調整透明度，或者改變作圖方式如使用下面的Line，將線畫出來就好。
返回【參數設定介面】，按下最右下方執行【執行 (Run)】
因為機構檔案匯入風行是比例的關係、所以機構的尺寸是 mm, um, nm皆可，只要對應的邊界是同比例的尺寸就不會錯
在FreeCAD 中
球體 400 mm (做為Reference), 邊界大小 X,Y,Z = (1100, 1100, 1100) mm
匯入風行做轉換時
風行對應的是Reference的大小，所以若球體在風行是400 nm，則邊界大小在匯入風行時就是 X,Y,Z = (1100, 1100, 1100) nm
==== 推薦使用下面兩款完全免費的Cad與網格處理軟體 ====
FreeCad (Free software)
http://www.freecadweb.org/?lang=zh_TW
檢查網格的免費軟體
Meshlab (Free software)
http://meshlab.sourceforge.net/
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