科研常用模拟计算软件
如今的科研工作中越来越多的需要用到各种理论模拟或数值计算，直接使用成熟的商业模拟软件往往是科研人员解决问题的首选。目前模拟软件众多， 如何找到适合自己研究方向的软件是非常关键的问题。否则花了很大时间精力学习了一款软件，最后发现软件并不是最适合自己的研究方向则是得不偿失。
目前科研常用的模拟软件可以分为以下三类：
这些软件都具有一些数值计算或模拟仿真的功能，但功能和应用领域则大相径庭。
数学计算软件
化学类模拟软件
化学类模拟软件，它们在化学、材料等学科中运用非常广泛，这些软件主要针对分子层面的微观问题的模拟计算，在给定分子结果的前提下可以计算材料的光谱性质、电子结构、分子不同构象的能级等等。理论方法主要分为基于量子力学的第一性原理计算，密度泛函理论，和基于牛顿力学的分子力学。VASP、Materials Studio、Gaussian是常见量子化学模拟软件，目前三种软件都包含许多模块，有基于不同算法的模拟功能，可以计算材料的结构参数(键长,键角,晶格常数，原子位置等)和构型、计算材料的状态方程和力学性质、计算材料的电子结构(能级、电荷密度分布、能带、电子态密度和ELF)、计算材料的光学性质、 计算材料的磁学性质、计算材料的晶格动力学性质(声子谱等)、表面体系的模拟(重构、表面态和STM模拟)、从头分子动力学模拟等等。
物理和工程类仿真模拟软件
物理和工程类仿真模拟软件的功能覆盖了涵盖了力学、流体、电磁学、光学、声学、电化学、化工、半导体等多个领域。如今物理学的各个方向都有非常完善的理论，几乎所有的物理现象都能有几组偏微分方程来描述，所以这些模拟软件的本质就是利用数值计算求解各种形式的偏微分方程。
计算方法主要基于有限元方法，一些特定的领域会使用有限体积法和有限差分法。这三种方法中有限元法功能最强大，应用面最广，有限体积法和有限差分法能解决的问题理论上有限元法都能解决。但在特定应用领域，有限体积法和有限差分法则有计算速度快，收敛性更好的优势。下面介绍几种常用的仿真模拟软件。
常用仿真模拟软件
ANSYS公司是目前最大的模拟软件供应商，其产品主要针对多个工程领域，例如 用于力学领域的ANSYS Mechanical， 基于有限体积法的流体力学模拟软件Fluent、 CFX， 用于电磁学模拟的HFSS。这些软件能提供非常强大的求解功能，其计算结果的可靠性经过许多实际工程案例的检验。但针对不同问题的软件使用方法也完全不一样，要学习使用这些不同的软件需要花费较大的精力。
COMSOL是目前科研工作中使用最多的模拟软件，其特点是强大的多物理场耦合功能。软件主要基于有限元法，提供了涵盖了力学、流体、电磁学、光学、声学、电化学等各个方面的非常全面的模拟功能，并可以任意的将不同的物理问题关联起来，方便研究不同物理过程之间的相互作用。 对于不同的物理问题，COMSOL提供相同的建模环境和软件操作方法，易于学习。另外软件提供丰富的案例库供用户参考。
最近，越来越多的 Nature， Science及其子刊论文都用到了 COMSOL模拟。近年来COMSOL由于它的功能覆盖面广，界面友好，建模方便快捷等优势，其在科研中的运用越来越多。如下图所示，在Nature 出版的期刊中搜索COMSOL，能得到非常多的结果。
为了让更多科研人员能够迅速且科学地掌握这一前沿高效的数据分析软件，北京 中科幻彩 动漫科技有限公司举办主题为“ 科研模拟?学术仿真”的文章档次提升 专题培训！！！
科研模拟·学术仿真专题培训会
2020年10月17-18日上海·复旦大学
2020年 11月14-15日北京·中科院物理所
2020年 11月21-22日广州·华南师范大学
2020年12月19-20日上海·复旦大学
2021年01月09-10日广州·华南师范大学
2021年 01月16-17日北京·中科院物理所
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课程概要
提高文章中稿率、冲高影响因子的关键，在于数据的说服力是否足够强大。实验结果不理想，数据不够完美，论文内容缺乏支撑，这些问题有限元仿真模拟都可以轻松解决。帮助文章轻轻松松更上一区，让你的实验结果从此告别“差强人意”，高影响因子不是梦！
本课程专门针对科研学术领域，为学员提供仿真模拟软件COMSOL Multiphysics 软件使用的全面详细讲解。课程从入门级内容开始，循序渐进地讲解数值仿真中的模型分析方法，以及建模操作流程（其中包括创建几何、 格剖分、设定物理场、求解及结果的后处理等），让学员全面掌握整个建模流程，并能够独立地使用 COMSOL 求解相关仿真问题。有无基础的学员均可参加培训，我们将根据学员的专业背景和软件基础量身定制课程内容。
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课程内容
1.入门有限元仿真模拟
有限元方法的基本内涵，仿真模拟基本理论的讲解，以及该方法在科学研究中的广泛应用领域和重要意义，能够帮助科研人员解决的实际问题，不同仿真模拟软件（COMSOL ANSYS Abaqus）的特点和在科研上运用的优缺点比较；
COMSOL 软件介绍及基本操作演示和教学，包括软件界面学习、创建和导入几何模型、物理场设置、 格剖分与求解和结果后处理等。
2.有限元模拟的一般思路和通用方法
解线性和非线性有限元法的理论基础，了解COMSOL 多物理场仿真软件的基本知识，以典型的多物理场模拟为入门教学案例，帮助学员迅速入门并掌握有限元分析方法的基本思路，并能够灵活应用于自己的研究领域。
3.COMSOL软件的高级使用技巧
结合大量科研实际案例进行实践操作过程的演示教学，包括几何建模注意事项，优化 格划分的方法与技巧，结果后处理与复杂图表的绘制方法，多物理场耦合的方法与技巧，通过函数、变量与自定义方程的使用模拟复杂的问题等，深入学习COMSOL软件的高级操作技巧，并结合学员科研背景进行案例演示，进一步挖掘实操中的常用技巧。
4.多物理场仿真建模的高效技术解决方案
结合实例学习多物理场仿真有限元法的数学理论基础，多物理场耦合的分析方法和注意事项，添加方程式及耦合分析；求解时域，频域和特征值问题；移动 格和自适应 格方法，查找，理解和排除建模中的错误，用户工作效率最大化的有效建模，仿真模拟在科研中的实战演练，结合学员背景与最新顶级期刊案例进行仿真模拟实战训练，进一步深入学习COMSOL软件的指导与建议，针对科研工作中的问题和老师当面交流，理清思路，解决模拟困难。
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部分教学案例展示
几何建模注意事项
优化 格划分的方法与技巧
结果后处理与复杂图表绘制
多物理场耦合的方法与技巧
通过函数、变量与自定义方程
的使用 模拟复杂问题
纳米摩擦发电机仿真模拟
微流体物质混合模拟
金属光栅衍射
电化学电流密度分布模拟
电容计算
光学环形谐振腔滤波器
光子晶体带隙分析
化学反应浓度分布模拟
结果应力应变模拟
金属颗粒光散射
流固耦合
流体传热多物理场
热应力形变模拟
水的蒸发冷却
微流体多相流
相场法模拟枝晶生长
压顶换能器
蒸发通量模拟
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课程试听
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学员作品
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模拟案例
更多案例：http://www.zhongkehuancai.com
讲师简介
Dr. Li / Dr. Wang
中科幻彩仿真模拟事业部技术总监
中国科学院博士
美国加州大学洛杉矶分校博士后
全国物理奥林匹克竞赛 金牌
美国数学建模大赛 一等奖（Final Winner）
《Nature Communications》
《Science Advances》
《Advanced Materials》
《JACS》
……
12年化学/材料/物理/工程/生物仿真模拟经验
300+通过模拟显著提升文章档次的案例
课
程
福
利
凡 名培训的学员将免费获赠 COMSOL高级建模指导资料，科研常用 有限元模拟案例模型文件及各学科领域 计算公式资料文件，课后 学员交流群持续讨论学习/专业讲师 答疑指导
学员群课后交流 讲师随时解答
学员培训感受
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课程特色
★特色一：COMSOL可以更好地服务于科研群体。我们课程将从科研实例出发，帮助学员掌握各种技巧和套路，轻松玩转有限元模拟软件。
★特色二：讲师总结八年有限元模拟经验，带领学员快速入门，学会如何从实际问题中提炼出物理模型，建立物理建模思维，掌握仿真模拟的一般方法和通用思路。
★特色三：将化学、物理、生物、材料等领域中典型模型作为实战案例，同时根据学员专业背景进行素材整理，量身定制课程内容，将学以致用发挥到极致。
★特色四：建立专属学员微信群，课前专业助教协助安装软件下载素材包，课后讲师长期群内随时答疑，不定期推送模拟技能提升小视频，帮助学员轻松应对仿真模拟中的常见难题。
★特色五：我们承诺：学员一次 名，终身免费复学。无需担忧学不会、学不精，只要你愿意学，幻彩保证奉陪到底。
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名通道
时间地点：
2020年10月17-18日 上海·复旦大学
2020年11月14-15日 北京·中科院物理所
2020年11月21-22日 广州·华南师范大学
2020年12月19-20日 上海·复旦大学
2021年01月09-10日 广州·华南师范大学
2021年01月16-17日 北京·中科院物理所
注册费用：
团 价：2795元/人（ 3人及以上）
备注：如有 专场培训需求，可安排讲师赴贵单位开展专场培训，专场培训价格更优
提供正规发票（包括会议注册表、邀请函等 销材料）、费用包含两日午餐，住宿及其他费用自理
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名方式
扫描下方二维码在线填写 名表，工作人员会在收到 名信息的第一时间电话联系确认相关信息
表单 名如出现异常，请联系助教
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缴费方式
1.银行转账汇款（由济南分公司收款）
收款单位：北京中科幻彩动漫科技有限公司济南分公司
开户行：中国农业银行股份有限公司济南茶城支行
备注：姓名+单位+场次
2.支付宝转账
企业支付宝账户：zhongkehuancaijn@126.com
请核对户名：北京中科幻彩动漫科技有限公司济南分公司
3.现场刷卡/现金
培训当天可刷公务卡或现金或微信支付，请扫码填写 名信息以便我们提前为您准备发票等 销手续
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常见问题
Q：有限元仿真模拟对我的论文有怎样的帮助，真的能提高文章档次吗？
A：对于一部分的研究领域，例如人工超材料，理论上的模拟计算可以说是必不可少的。而对于更多的研究领域，模拟计算可以作为实验的补充，能进一步验证实验的结论，提高结论的说服力。理论模拟丰富了文章的内容，在工作量上也使文章更充实。另外模拟计算很多时候可以优化实验设计，提高实验效率。
Q：我是零基础学员，两天的时间也能学会吗？
A：我们的培训就是针对零基础学员的。我们的课程一方面讲授模拟软件的使用，更重要的是另一方面讲解科研中的理论建模的思维方法。如何把模拟加入自己的科研工作，提升文章的质量。
Q：什么专业方向都可以做有限元模拟吗？
A：有限元方法是一种一般性的数值计算的方法，用来求解各种偏微分方程，理论上只要是能用偏微分方程描述的物理化学过程都可以都用有限元方法求解。有限元不仅在各个物理学科和工程领域这些传统领域有广泛的应用，而且现在越来越多的运用到交叉学科的研究中，例如柔性传感器件，能源器件，生物工程，微流控等等几乎目前所有的热门研究领域。
Q：每场培训有多少学员呀？不会是那种人山人海的大课吧？
A：为保证教学质量，也为学员营造舒适的学习环境，我们每场培训都会将招生人数限制在30人以内，以保证良好的课堂秩序，同时安排助教协助学员进行软件安装、现场答疑、课堂辅助教学等。
Q：我是慢热型的学生，接受新知识慢，一次学不够怎么办？
A：老学员可以免费复听，一次 名终身免费复学，只要你学不够，我们就一直教下去～
Q：可以开具发票进行 销吗？
A：当然可以！我们将为学员开具正规发票，并可以根据学员 销需求提供培训邀请函、项目明细清单、会议注册表等材料，并在培训当天将发票和 销材料发放给学员。
Q：培训提供食宿吗？
A：我们为学员提供两日培训的午餐，住宿需要学员自费，我们会在 名确认邮件中发送周边酒店信息，方便学员选择和预定。老学员复听不再重复安排午餐和资料，带着身份证现场签到即可。
END
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中国科学院物理研究所高鸿钧院士
经过多年研究攻关，中国科学院院士、中科院物理研究所研究员高鸿钧团队在世界上首次实现了原子级精准控制的石墨烯折叠，其成果发表在了国际顶级杂志 Science 上，这是目前世界上最小尺寸的石墨烯折叠，对构筑量子材料和量子器件等具有重要意义。
北京航空航天大学张广军院士
列车弓 运行状况在线动态检测系统-北京航空航天大学张广军院士团队研制了列车运行状况正线动态测试站三类系列测试设备，填补国内空白，主要性能指标达到或超过国外主流产品，满足了我国铁路运输的迫切需求。
北京纳米能源与系统研究所王中林院士
北京纳米能源与系统研究所王中林院士和李舟研究员领导的研究团队与北京市生物医学工程高精尖创新中心和海军军医大学的研究者联合研制了共生型心脏起搏器（SPM, symbiotic cardiac pacemaker），它可以从心脏跳动中获取能量，为起搏器自身提供电能。SPM的能量收集部分为植入式摩擦电纳米发电机（iTENG），其具有出色的柔性、良好的生物相容性、优异的稳定性和生物体内高功率输出性能等特点。在未来，植入式医疗电子设备可以利用人体能量实现自驱动。
中国科学院化学研究所刘云圻院士
作为材料学领域的后起之秀，石墨烯被认为是电子器件理想的候选材料，在近期发布的2020十大科学趋势预测当中，石墨烯有望成为碳电子学的主体材料。作为中国石墨烯研究领域的权威学者，中国科学院院士刘云圻利用化学气相沉积法合成氮掺杂石墨烯并对其电学性质进行了研究，发现氮掺杂可以有效地影响石墨烯的电学性质，极大地推动了石墨烯的研究与应用。
中国科学院微电子研究所刘明院士
中国科学院微电子研究所刘明院士团队从能带工程出发，引入新材料/结构，综合优化CTM隧穿层/俘获层/阻挡层，实现低压、高速、长数据保持和多值存储。在实验室工作的基础上，2008年开始与产业界合作研发纳米晶闪存，在生产平台上首次完成纳米晶存储器系统研究；获得自主产权纳米晶存储技术整体解决方案，解决了纳米晶存储材料分布均匀、存储器物理模型仿真、集成工艺、可靠性及芯片集成等技术难题。
中国科学院物理研究所柳延辉研究员
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