【DDSCAT——离散偶极近似仿真程序01】概念和说明书介绍
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【DDSCAT——离散偶极近似仿真程序02】初步运行案例程序
【DDSCAT——离散偶极近似仿真程序03】近场计算及其呈现
【DDSCAT——离散偶极近似仿真程序04】参数理解和模型设计
【DDSCAT——离散偶极近似仿真程序05】模型设计Matlab代码：多核壳球 、多核壳圆柱
【DDSCAT——离散偶极近似仿真程序06】模型设计Matlab代码：多六棱柱 、多圆柱核六棱柱壳
【DDSCAT——离散偶极近似仿真程序07】模型设计Matlab代码：圆环套多个圆柱
【DDSCAT——离散偶极近似仿真程序08】如何在Linux系统上运行DDSCAT程序
【DDSCAT——离散偶极近似仿真程序09】如何下载ifort安装文件
【DDSCAT——离散偶极近似仿真程序10】DDSCAT内置示例运行结果
【DDSCAT——离散偶极近似仿真程序11】DDSCAT目标方向的调整
【DDSCAT——离散偶极近似仿真程序12】calltarget与vtrconvert程序的使用
【DDSCAT——离散偶极近似仿真程序13】ParaView可视化工具的使用及其与Vislt的对比
离散偶极近似（Discrete Dipole Approximation DDA）是一种用来求解物体散射电磁波的计算方法。它使用大量偶极子组成的阵列来模仿连续的物体，通过求解这些偶极子在入射电磁波照射下的极化度来获得物体吸收、散射电磁波的性质。
注意概念中的关键字：大量偶极子，量越大结果越准确；吸收、散射性质，这是我们需要获得的结果。
DDSCAT可以应用在对星际尘埃、大气气溶胶、血细胞、海洋微生物和纳米结构的研究。
博主是主要研究纳米材料对辐射光的散射吸收效应的，在和其他交流过的研究僧中，还有做大气的。
其实不用说太多话了，使用DDSCAT最重要且最麻烦的就是理解其说明书（UserGuide）了。
UserGuide
直接看目录吧，先分析目录，看着个说明书的整体架构。
目录
1 引言.......................................................................................................................... 7
2 DDA的适用性........................................................................................................... 8
3 DDSCAT 7.3............................................................................................................ 12
3.1 它计算什么?.............................................................................................. 12
3.1.1 有限目标的吸收与散射....................................................................... 12
3.1.2 有限结构周期阵列的吸收和散射......................................................... 12
3.2 环境介质中目标的适用性........................................................................... 12
4 更新了什么?............................................................................................................. 13
5 下载源代码和示例计算............................................................................................. 15
6 在Unix/Linux系统上编译和链接.............................................................................. 15
6.1 默认Makefile............................................................................................. 15
6.2 优化........................................................................................................... 16
6.3 单精度与双精度........................................................................................ 16
6.4 OpenMP.................................................................................................... 17
6.5 MKL：英特尔R数学内核库...................................................................... 17
6.6 MPI：信息传递接口.................................................................................. 18
6.7 设备编号IDVOUT和IDVERR.................................................................. 18
7 Windows用户信息.................................................................................................. 18
7.1 本机可执行文件........................................................................................ 19
7.2 使用MINGW编译.................................................................................... 19
7.3 使用CYGWIN编译................................................................................... 20
7.4 UBUNTU和Virtualbox.............................................................................. 20
7.5 在Windows中编译.................................................................................... 20
8 示例计算：RCTGLPRSM....................................................................................... 20
9 The Parameter File ddscat.par................................................................................. 21
9.1 准备工作................................................................................................... 22
9.2 初始内存分配............................................................................................ 22
9.3 目标几何形状和成分................................................................................. 22
9.4 附加近场计算？........................................................................................ 22
9.5 误差容限................................................................................................... 22
9.6 最大迭代次数............................................................................................ 23
9.7 PBC计算的相互作用截止参数................................................................... 22
9.8 <cos θ>等角分辨率的计算.......................................................................... 22
9.9 真空波长................................................................................................... 22
9.10 环境介质折射率，mmedium........................................................................... 24
9.11 目标尺寸aeff.............................................................................................. 24
9.12 入射极化................................................................................................... 24
9.13 目标定位................................................................................................... 24
9.14 IWAV、IRAD、IORI的起始值................................................................... 25
9.15 哪些穆勒矩阵元素？................................................................................. 25
9.16 什么散射方向？........................................................................................ 25
9.16.1 隔离有限目标..................................................................................... 25
9.16.2 一维周期性目标................................................................................. 25
9.16.3 二维周期性目标................................................................................. 25
10 使用示例文件ddscat.par运行DDSCAT 7.3............................................................. 25
10.1 单流程执行............................................................................................... 25
10.2 MPI下的代码执行..................................................................................... 26
11 输出文件................................................................................................................. 27
11.1 ASCII文件................................................................................................ 27
11.2 二进制选项............................................................................................... 28
12 迭代算法的选择...................................................................................................... 28
13 FFT算法的选择...................................................................................................... 29
14 DDA方法的选择..................................................................................................... 30
14.1 点偶极子：选项LATDR和GKDLDR........................................................ 30
14.2 滤波耦合偶极子：选项FLTRCD................................................................ 31
15 介电函数................................................................................................................. 31
16 计算<cos θ>、辐射力和辐射力矩............................................................................. 33
17 内存要求................................................................................................................. 33
18 目标几何体：目标框架............................................................................................ 34
19 目标定位................................................................................................................. 34
19.1 目标在Lab框架内的方位.......................................................................... 34
19.2 目标框架内入射光束的方向....................................................................... 36
19.3 Θ、Φ、β采样........................................................................................... 36
20 方向平均................................................................................................................. 37
20.1 随机定向目标............................................................................................ 37
20.2 非随机定向目标........................................................................................ 37
21 目标生成：孤立有限目标........................................................................................ 38
21.1 FROM_FILE=可能由各向异性材料构成的目标，由偶极子位置列表和从文件中获得的“成分”定义 39
21.1.1 目录examples_exp/FROM_FILE中的示例计算..................................... 40
21.2 ANIFRMFIL=由偶极子位置列表、“成分”和从文件中获得的材料取向定义的一般各向异性目标 40
21.3 ANIELLIPS=均匀各向异性椭球体。.......................................................... 42
21.4 ANI_ELL_2=两个具有不同成分的接触、均匀、各向异性椭球体................ 42
21.5 ANI_ELL_3=三个大小和方向相同但介电张量不同的接触均匀各向异性椭球体 42
21.6 ANIRCTNGL=均匀、各向异性、矩形实体................................................. 42
21.6.1 目录examples_exp /ANIRCTNGL中的示例计算.................................. 42
21.7 CONELLIPS = 两个同心椭球.................................................................... 43
21.8 CYLINDER1 = 均质、各向同性有限圆柱体............................................... 44
21.9 CYLNDRCAP = 具有半球形端盖的均质各向同性有限圆柱体。................. 44
21.10 DSKRCTNGL=圆盘位于均匀矩形板顶部................................................... 44
21.11 DW1996TAR=Draine&Weingartner（1996）使用的13块目标。.................. 45
21.12 ELLIPSOID =均匀各向同性椭球体。......................................................... 45
21.12.1 目录examples_exp/ELLIPSOID中的示例计算.............................. 45
21.12.2 目录examples_exp/ELLIPSOID_NEARFIELD中的示例计算......... 45
21.13 ELLIPSO_2=两个接触、均匀、各向同性的椭球，且具有不同的成分......... 46
21.14 ELLIPSO_3=三个大小和方向相同但成分不同的接触均匀各向同性椭球...... 46
21.15 HEX_PRISM=均匀各向同性六角棱镜........................................................ 46
21.16 LAYRDSLAB =多层矩形板........................................................................ 47
21.17 MLTBLOCKS=由立方体“块”构成的均质目标............................................. 47
21.18 RCTGLPRSM=均匀、各向同性、矩形固体................................................ 47
21.18.1 目录examples_exp/RCTGLPRSM中的示例计算........................... 47
21.18.2 目录examples_exp/RCTGLPRSM_NEARFIELD中的示例计算...... 48
21.19 RCTGLBLK3=3个矩形块的堆叠，中心位于x^TF轴。.............................. 48
21.20 SLAB_HOLE =带圆柱孔的矩形板。.......................................................... 48
21.21 SPHERES_N =多球体目标=单各向同性材料N个球的并集......................... 48
21.21.1 目录示例中的示例计算................................................................ 49
21.22 SPHROID_2 =两个具有不同成分的接触均匀各向同性球体......................... 49
21.23 SPH_ANI_N =多球目标，由各种材料的N个球组成，可能是各向异性的... 50
21.23.1 目录examples_exp/SPH_ANI_N中的示例计算............................. 51
21.24 TETRAHDRN =均质各向同性四面体......................................................... 51
21.25 TRNGLPRSM=均质各向同性材料的三棱柱体............................................ 51
21.26 UNIAXICYL =具有单轴各向异性介质张量的均匀有限圆柱体..................... 51
21.27 修改现有程序或编写新程序....................................................................... 51
21.28 使用CALLTARGET测试目标生成............................................................. 51
22 目标生成：周期性目标............................................................................................ 52
22.1 FRMFILPBC=从文件输入TUC几何结构和成分的周期性目标.................... 52
22.1.1 目录examples_exp/FRMFILPBC中的示例计算.................................... 53
22.2 ANIFILPBC=一般各向异性周期目标，TUC几何结构和成分从文件输入.... 53
22.3 BISLINPBC=带平行线的双层板................................................................. 53
22.4 CYLNDRPBC=使用周期性边界条件在目标y和/或z方向重复的由均匀圆柱体组成的目标 53
22.4.1 目录examples_exp/CYLNDRPBC中的示例计算.................................. 55
22.5 DSKBLYPBC=由两层矩形板上的周期性磁盘阵列组成的目标。................. 55
22.6 DSKRCTPBC=由均匀矩形砖和圆盘组成的目标，使用周期性边界条件在目标y和z方向延伸 56
22.6.1 目录示例中的示例计算....................................................................... 57
22.7 HEXGONPBC=使用周期性边界条件在目标y和/或z方向重复的由均匀六角棱镜组成的目标 57
22.8 LYRSLBPBC=由分层板构成的目标，使用周期性边界条件在目标y和z方向延伸 59
22.9 RCTGL_PBC=由均匀矩形砖组成的目标，使用周期性边界条件在目标y和z方向延伸 61
22.9.1 目录examples_exp/RCTGL_PBC中的样本计算................................... 61
22.9.2 目录examples_exp/RCTGL_PBC_NEARFIELD中的样本计算.............. 61
22.9.3 目录examples_exp/RCTGL_PBC_NEARFLD_B中的样本计算............. 61
22.10 RECRECPBC=放置在另一个矩形实体顶部的矩形实体，使用周期性边界条件在目标y和z方向周期性地重复 63
22.11 SLBHOLPBC=由矩形块周期阵列组成的目标，每个矩形块包含一个圆柱孔 65
22.12 SPHRN_PBC=由N个球体组成的目标，使用周期性边界条件在目标y和z方向延伸 65
22.12.1 目录examples_exp/SPHRN_PBC中的样本计算............................. 66
22.13 TRILYRPBC=三个堆叠的矩形块，周期性重复........................................... 66
23 散射方向................................................................................................................. 67
23.1 单独有限目标............................................................................................ 67
23.2 一维周期性目标的散射方向....................................................................... 67
23.3 双周期目标的散射方向.............................................................................. 69
24 入射偏振态............................................................................................................. 70
25 散射方向平均值：g(1)=<cos θz>等。....................................................................... 70
25.1 角度平均................................................................................................... 70
25.2 散射角θz， Φz的选择............................................................................... 72
25.3 角平均值作为η函数的精度....................................................................... 73
26 有限目标散射：穆勒矩阵...................................................................................... 74
26.1 两个正交入射极化（IORTH=2）.............................................................. 74
26.2 斯托克斯参数.......................................................................................... 75
26.3 入射Stokes参数与散射辐射的关系：Mueller矩阵.................................... 76
26.4 散射辐射的偏振特性................................................................................ 76
26.5 穆勒矩阵与散射截面的关系..................................................................... 77
26.6 仅一个入射偏振态（IORTH=1）.............................................................. 78
27 周期目标散射：广义Mueller矩阵......................................................................... 79
27.1 单向周期性目标的穆勒矩阵Sij(1d).............................................................. 79
27.2 两个方向周期性目标的穆勒矩阵Sij(2d)(M, N)............................................ 79
28 各向异性成分复合目标.......................................................................................... 79
29 近场计算：目标内或目标附近的E和B.................................................................. 81
29.1 运行DDSCAT 7.3，NRFLD=1.................................................................. 81
29.2 运行DDSCAT 7.3，NRFLD=2.................................................................. 82
29.3 二进制文件wxxxryyyykzzz.En.................................................................. 82
29.4 二进制文件wxxxryyyykzzz.EBn................................................................ 82
30 近场计算后处理..................................................................................................... 83
30.1 程序ddpostprocess.................................................................................... 83
30.2 修改DDPOSTPROCESS.f90..................................................................... 85
31 显示目标形状........................................................................................................ 86
31.1 VTRCONVERT........................................................................................ 86
31.2 什么是VTK？......................................................................................... 86
31.3 有VTR/PVD文件后如何绘制形状。........................................................ 86
32 电场可视化............................................................................................................ 88
33 终场....................................................................................................................... 89
34 致谢.......................................................................................................................90
A ddscat.par的理解和修改 ..........................................................................................93
B wxxxryyy.avg 文件....................................................................................................95
C wxxxryyykzzz.sca 文件.............................................................................................97
D wxxxryyykzzz.poln 文件...........................................................................................99
E wxxxryyykzzz.En 文件..............................................................................................99
F wxxxryyykzzz.EBn 文件............................................................................................99
索引..................................................................................................................................100
浙公网安备 33010602011771号