این آموزش رابط Lumped Battery را برای مدل‌سازی کاهش ظرفیت در باتری نشان می‌دهد. مجموعه ای از پارامترهای توده ای برای توصیف از دست دادن ظرفیتی که به دلیل واکنش های انگلی در باتری رخ می دهد، با فرض عدم آگاهی از ساختار داخلی یا طراحی الکترودهای باتری یا انتخاب مواد استفاده می شود.

این برنامه استفاده از یک تابع مدل جایگزین را برای پیش‌بینی قابلیت نرخ سلول باتری NMC111/گرافیت نشان می‌دهد.

این مثال کاربردی برای بررسی موارد زیر مفید است:

ولتاژ،
پلاریزاسیون (افت ولتاژ)،
مقاومت داخلی،
حالت شارژ (SOC) و
قابلیت نرخ گذاری،
در باتری های لیتیوم یون تحت شرایط همدما.

این آموزش عمیق‌تر به بررسی قابلیت نرخ در باتری می‌پردازد و نشان می‌دهد که چگونه رابط باتری لیتیوم-یون یک ابزار مدل‌سازی عالی برای انجام این کار است.

رسوب لیتیوم فلزی بر روی الکترود منفی در اولویت نسبت به ترکیب لیتیوم به عنوان یک کاهش ظرفیت و نگرانی ایمنی برای باتری های لیتیوم یون شناخته شده است. شرایط شارژ سخت مانند جریان های بالا (شارژ سریع) و/یا دمای پایین می تواند منجر به آبکاری لیتیوم شود. این آموزش آبکاری لیتیوم را با استفاده از رابط باتری لیتیوم یونی برای پیش‌بینی زمان و مکان انتظار آبکاری در یک سلول بررسی می‌کند. افت ظرفیت حاصل برای دماها و نرخ های شارژ مختلف پیش بینی می شود.

در باتری لیتیوم فلزی، فلز لیتیوم در هنگام شارژ روی الکترود منفی رسوب می کند.

به دلیل سوء استفاده، مانند اتصال کوتاه داخلی یا خارجی یا گرمایش بیش از حد، یک سلول باتری جداگانه ممکن است به سمت گرما برود که در طی آن سلول باتری مقدار قابل توجهی گرما تولید می کند.

طراحی پوشش ضد انعکاس نقش مهمی در افزایش انتقال نور مادون قرمز دارد که از طریق ساختارهای نوری مانند لنز و پنجره منتشر می شود.

این مدل فرآیند ارزیابی سطح مقطع راداری (RCS) یک کره فلزی را از طریق استفاده از روش المان مرزی (BEM) نشان می‌دهد. با استفاده از یک صفحه تقارن عمودی که موازی با قطبش میدان پس‌زمینه تصادفی است، این مدل هزینه‌های محاسباتی را کاهش می‌دهد. مقادیر RCS محاسبه شده با مقادیر تحلیلی در منطقه Mie RCS مقایسه می شود.

پراکندگی مودال در یک فراماده را می توان با تغییر نوع ماده و ابعاد سلول های واحد سازنده مهندسی کرد.

در این مدل، ما یک روش پوشش با استفاده از یک تک لایه گرافن تنظیم شده الکتریکی را معرفی می‌کنیم. ما نشان خواهیم داد که وقتی یک پراکنده دی الکتریک استوانه ای با گرافن پوشانده می شود، سطح مقطع پراکندگی در فرکانس تعیین شده بسیار کاهش می یابد و آن را از نظر الکترومغناطیسی نامرئی می کند.

این مثال نحوه بهینه سازی ضخامت مواد پوشش آینه ای سیستم های میکروالکترومکانیکی (MEMS) را برای حداکثر بازتاب نشان می دهد. برای کاهش زمان شبیه‌سازی، از یک شرط مرزی امپدانس لایه‌ای برای مدل‌سازی مواد پوشش نازک در بالای آینه فلزی استفاده می‌شود.

می توان ساختار مواد را طوری مهندسی کرد که هم گذردهی و هم نفوذپذیری منفی باشد. چنین موادی با مهندسی ساختار تناوبی با ویژگی های قابل مقایسه در مقیاس با طول موج محقق می شوند. مدل‌سازی سلول‌های واحد منفرد چنین ماده‌ای و همچنین مدل‌سازی ویژگی‌های یک ماده با شاخص منفی توده امکان‌پذیر است. این مثال روش صحیح مدل‌سازی دامنه فراماده با گذردهی و نفوذپذیری منفی توده را نشان می‌دهد.

این مدل قابلیت سوئیچینگ یک سلول نمایشگر کریستال مایع (LC) را در پیکربندی سوئیچینگ درون هواپیما (IPS) نشان می دهد.

این مدل شامل یک موجبر دال دی الکتریک با یک جسم فلزی کوچک در نزدیکی آن است. جسم باعث می شود نور پراکنده شود، جذب شود و هم در طول موجبر منعکس شود و هم منتقل شود.

این مثال استفاده از فرمول Scattered Field را برای محاسبه پراکندگی نور از یک پراکنده منفرد در بالای یک نیمه فضای دی الکتریک نشان می دهد. از معادلات تحلیلی فرنل برای طراحی زمینه پس زمینه استفاده می کند.

این مدل نشان می دهد که چگونه می توان شبیه سازی یک فیلتر رنگی جذب کننده باند استاپ را بر اساس یک آرایه شش ضلعی از سوراخ ها در یک لایه آلومینیومی نازک انجام داد. ساختار به صورت شش ضلعی تناوبی است اما این مثال همچنین نحوه تنظیم مدل را به صورت دوره ای مستطیلی نشان می دهد.

این آموزش نشان می دهد که چگونه معادله موج وابسته به زمان کامل را در رسانه های پراکنده مانند پلاسما و نیمه هادی ها حل کنیم.

این یک برنامه شبیه سازی ساده و در عین حال قدرتمند برای طراحی فلزات بازتابنده دو بعدی است.

این مدل شکل‌دهی پرتو گاوسی به لاگر گاوسی را با رابط Beam Envelopes، فرمول‌بندی موج یک‌طرفه، شبیه‌سازی می‌کند. پرتو ورودی یک پرتو گاوسی متمرکز با فاز مارپیچی توپولوژیکی است.

مشخص است که این ماسک فاز یک پرتو گاوسی را به یک پرتو دونات تبدیل می کند. با انتشار پرتو، فاز حول محور نوری می چرخد. بنابراین پرتو حاصل را پرتو گردابی می نامند که معمولاً با پرتو لاگر-گاوسی نشان داده می شود.

این مدل نشان می دهد که چگونه می توان یک منحرف کننده پرتو فراسطحی را که از شکست غیرعادی استفاده می کند، شبیه سازی کرد.

این مدل نحوه تنظیم یک مطالعه FFT دامنه زمانی به فرکانس را برای ساختار بازتابنده براگ توزیع شده (DBR) نشان می‌دهد.

یک موج صفحه بر روی یک شبکه شش ضلعی منعکس کننده برخورد می کند. سلول توری از یک نیمکره بیرون زده تشکیل شده است. ضرایب پراکندگی برای مرتبه های پراش مختلف برای چند طول موج مختلف محاسبه می شود.

یک موج الکترومغناطیسی صفحه ای که در فضای آزاد منتشر می شود، با زاویه ای بر یک محیط دی الکتریک بی نهایت برخورد می کند. این مدل ضرایب بازتاب و انتقال را محاسبه می کند و نتایج را با معادلات فرنل مقایسه می کند.

تولید تابش لیزر در بخش با طول موج کوتاه از بخش مرئی و نزدیک به مرئی طیف الکترومغناطیسی دشوارتر از بخش طول موج بلند است.

تشدید کننده Fabry-Pero یکی از دستگاه های نوری اساسی است و طیف وسیعی از کاربردها را دارد. چند مثال این است که می توان از آن برای اندازه گیری طول، فرکانس/طول موج یا فیلتر حالت های فضایی خاص استفاده کرد.

پلاریتون پلاسمون سطحی (SPP) و همچنین انواع دیگر امواج الکترومغناطیسی سطحی به دلیل خواص فیزیکی منحصر به فرد و پتانسیل های کاربردی بسیار مورد توجه است.

یک مدولاتور Mach-Zehnder برای کنترل دامنه یک موج نوری استفاده می شود. موجبر ورودی به دو بازوی تداخل سنج موجبر تقسیم می شود. اگر در یکی از بازوها ولتاژ اعمال شود، برای موجی که از آن بازو می گذرد، تغییر فاز القا می شود. هنگامی که دو بازو دوباره ترکیب می شوند، اختلاف فاز بین دو موج به یک مدولاسیون دامنه تبدیل می شود.

این آموزش پسماند منحنی‌های رسانایی- گیت-ولتاژ (G-Vg) یک FET نانوسیم InAs را با استفاده از تئوری چگالی- گرادیان برای افزودن اثر محصور شدن کوانتومی به فرمول‌بندی رانش- انتشار معمولی، بدون افزایش زیاد هزینه های محاسباتی هیسترزیس توسط اثرات شارژ دینامیکی تله های رابط نیمه هادی-اکسید سریع و آهسته توزیع انرژی پیوسته و از هر دو نوع دهنده و گیرنده ایجاد می شود.

این نمونه معیار دو مدل از مقاومت کلوین پل متقاطع را می سازد که برای استخراج مقاومت تماس خاص استفاده می شود. مدل اول با استفاده از ویژگی مقاومت تماسی که در رابط نیمه هادی ساخته شده است، سیستم را به صورت سه بعدی شبیه سازی می کند. مدل دیگر یک تقریب 2 بعدی از سیستم است که در مقاله مرجع توسعه یافته است، که با استفاده از یک رابط ریاضی PDE مرزی پیاده سازی شده است.

این مدل سه بعدی ماسفت نانوسیمی از نظریه گرادیان چگالی استفاده می کند تا اثر محصور شدن کوانتومی را به فرمول بندی انتشار رانش معمولی، بدون نیاز به هزینه های محاسباتی بیش از حد بالا، اضافه کند.

این مدل معیار، ساختار باند ظرفیت یک کریستال بزرگ GaN wurtzite را محاسبه می‌کند، به عنوان یک آموزش برای کاربرانی که مایلند اجزای تابع موج چندگانه را با رابط معادله شرودینگر تنظیم کنند. این مدل از فرمول ارائه شده در مقاله مرجع توسط چوانگ و چانگ پیروی می کند.

این آموزش به ترتیب تجزیه و تحلیل حالت پایدار و گذرا پاسخ دیود پین به تابش ثابت و پالسی را انجام می دهد. اثر تابش به عنوان تولید یکنواخت فضایی جفت الکترون-حفره در دستگاه مدل‌سازی می‌شود.

این مثال یک رویکرد تقریبی برای مدل‌سازی یک سلول خورشیدی نقطه‌ای را نشان می‌دهد که توسط آساهی و همکارانش توضیح داده شده است. در مقاله مرجع چاه های کوانتومی و لایه های نقاط کوانتومی هر کدام به عنوان سطوح انرژی توده ای در شکاف نواری در نظر گرفته می شوند. نویسندگان انتقال بین سطوح نقطه/چاه و نوارهای انرژی را مشخص می کنند. بخش پیوسته چگالی جریان در غیر این صورت توسط چاه ها و نقطه ها بلامانع است. این توصیف معادل ویژگی تله گذاری در رابط نیمه هادی است، بنابراین برای مدل سازی چاه ها و نقاط در این مثال استفاده می شود. روند محاسبه شده جریان نوری و اشغال حالات نقاط کوانتومی به خوبی با نتیجه نشان داده شده در مقاله مطابقت دارد.

این مدل معیار ساده، غلظت پتانسیل و حامل را برای یک اتصال p-n یک بعدی با استفاده از هر دو روش المان محدود و حجم محدود محاسبه می‌کند. نتایج با دستگاهی معادل از کتاب “دستگاه های نیمه هادی: رویکرد شبیه سازی” توسط کرامر و هیچون مقایسه شده است.