Κατανόηση των στιγμιότυπων στο OghmaNano.

Τι είναι τα στιγμιότυπα;

Όταν εκτελείτε μια προσομοίωση στο OghmaNano, το λογισμικό μπορεί προαιρετικά να αποθηκεύσει ενδιάμεσα αποτελέσματα προσομοίωσης, τα οποία ονομάζονται στιγμιότυπα. Τα στιγμιότυπα αποτελούν ουσιαστικά την κατάσταση της προσομοίωσης που έχει αποθηκευτεί σε διαφορετικά σημεία κατά τη διάρκεια του υπολογισμού.

Για παράδειγμα:

• Σε μια προσομοίωση καμπύλης χαρακτηριστικών φωτοβολταϊκού στοιχείου (JV), μπορούν να δημιουργηθούν στιγμιότυπα σε κάθε βήμα τάσης κατά μήκος της καμπύλης JV.
• Σε μια προσομοίωση μεταβατικών φαινομένων, μπορούν να δημιουργηθούν στιγμιότυπα σε κάθε χρονικό βήμα.
• Στις προσομοιώσεις FDTD, οι στιγμιαίες εικόνες μπορούν να αποθηκεύσουν την κατανομή του οπτικού πεδίου καθώς το ηλεκτρομαγνητικό κύμα διαδίδεται στον χώρο της προσομοίωσης.

Οι στιγμιότυπα παρέχουν έναν τρόπο για να παρακολουθήσετε την εξέλιξη της προσομοίωσης καθώς εκτελείται. Αντί να εξετάζετε μόνο το τελικό αποτέλεσμα, τα στιγμιότυπα σας επιτρέπουν να ελέγξετε πώς αλλάζει η εσωτερική κατάσταση της συσκευής κατά τη διάρκεια της προσομοίωσης.

Η δημιουργία στιγμιότυπων μπορεί συνήθως να ενεργοποιηθεί ή να απενεργοποιηθεί απευθείας μέσα στο παράθυρο του επεξεργαστή που σχετίζεται με τον τύπο προσομοίωσης που χρησιμοποιείται. Για παράδειγμα, το παράθυρο επεξεργαστή JV που εμφανίζεται στην εικόνα ?? περιέχει επιλογές για τον έλεγχο της δημιουργίας στιγμιότυπων.

Σε ορισμένες περιπτώσεις, είναι επωφελές να απενεργοποιήσετε τις στιγμιότυπες αποθηκεύσεις, εάν δεν σας ενδιαφέρει η ενδιάμεση έξοδος, επειδή η εγγραφή στιγμιότυπων μπορεί να αυξήσει σημαντικά τις εισόδους/εξόδους του δίσκου και τον χρόνο εκτέλεσης της προσομοίωσης. Αντίθετα, η ενεργοποίηση των στιγμιότυπων μπορεί να παρέχει εξαιρετικά χρήσιμες πληροφορίες σχετικά με τη φυσική λειτουργία της εσωτερικής συσκευής.

Οι ρυθμίσεις για τις στιγμιαίες λήψεις δεδομένων σας επιτρέπουν επίσης να μειώσετε τη συχνότητα εξαγωγής δεδομένων. Για παράδειγμα, αντί να καταγράφονται δεδομένα σε κάθε χρονικό βήμα ή σε κάθε σημείο τάσης, η προσομοίωση μπορεί να αποθηκεύει δεδομένα κάθε δεύτερο, τρίτο ή τέταρτο βήμα, ανάλογα με το απαιτούμενο επίπεδο λεπτομέρειας.

Προβολή στιγμιότυπων οθόνης.

Εάν κάνετε διπλό κλικ σε έναν φάκελο στιγμιότυπων, το OghmaNano εκκινεί το πρόγραμμα προβολής στιγμιότυπων. Το πρόγραμμα προβολής στιγμιότυπων παρέχει μια μπάρα διαφάνειας, η οποία σας επιτρέπει να περιηγηθείτε στις εξόδους της προσομοίωσης με διαδοχικό τρόπο.

Οι στιγμιότυπα μπορούν να αποθηκεύσουν πολλούς διαφορετικούς τύπους δεδομένων, όπως:

• Διαγράμματα ζωνών ενέργειας
• Πυκνότητες φορέων φορτίου
• Χάρτες κατανομής των παγίδων
• Ηλεκτρικά πεδία
• Οπτική ισχύς ανά μονάδα επιφάνειας
• Πυκνότητες ρεύματος
• Κατανομές θερμοκρασίας

Συχνά είναι δυνατό να εμφανίζονται ταυτόχρονα πολλά σύνολα δεδομένων, επιτρέποντας την άμεση σύγκριση μεταξύ διαφορετικών φυσικών μεγεθών κατά τη διάρκεια της προσομοίωσης.

Εσωτερικά, οι στιγμιότυπα είναι απλώς συλλογές συνόλων δεδομένων που έχουν καταγραφεί σε διαφορετικά στάδια της προσομοίωσης. Το πρόγραμμα προβολής αποκρύπτει μεγάλο μέρος της υποκείμενης πολυπλοκότητας και παρουσιάζει τα αποτελέσματα χρησιμοποιώντας μια ενοποιημένη διεπαφή με στοιχεία ελέγχου αναπαραγωγής, επιλογές γραφικής απεικόνισης, στοιχεία ελέγχου κλιμάκωσης και χρωματική αντιστοίχιση.

Πώς λειτουργεί ο κατάλογος των στιγμιότυπων;

Αν και το πρόγραμμα προβολής στιγμιότυπων παρουσιάζει μια απλοποιημένη διεπαφή, η υποκείμενη δομή καταλόγων είναι στην πραγματικότητα αρκετά απλή.

Εάν ανοίξετε απευθείας τον φάκελο των στιγμιότυπων στο πρόγραμμα περιήγησης αρχείων του λειτουργικού συστήματος, όπως φαίνεται στην εικόνα ??, θα δείτε ότι ο φάκελος περιέχει απλώς έναν μεγάλο αριθμό αριθμημένων υποφακέλων.

Κάθε φάκελος με αριθμό αντιστοιχεί σε μια συγκεκριμένη κατάσταση προσόμοιασης:

• Ένα σημείο τάσης σε μια προσομοίωση φωτοβολταϊκού συστήματος.
• Ένα χρονικό βήμα σε μια προσομοίωση μεταβατικών φαινομένων.
• Ένα πλαίσιο σε μια προσομοίωση FDTD.

Σε κάθε φάκελο περιέχονται τα σύνολα δεδομένων που σχετίζονται με τη συγκεκριμένη κατάσταση προσομοίωσης. Για τις ηλεκτρικές προσομοιώσεις, αυτά μπορεί να περιλαμβάνουν ποσότητες όπως:

• Ενέργεια της ζώνης αγωγιμότητας (Ec.csv)
• Ενέργεια της ζώνης σθένους (Ev.csv)
• Επίπεδα Quasi-Fermi (Fn.csv, Fp.csv)
• Πυκνότητες φορέων φορτίου
• Πυκνότητες ρεύματος
• Ηλεκτρικά πεδία
• Ρυθμοί ανασυνδυασμού

Οι στιγμιότυποι μπορούν να αποθηκευτούν είτε σε μορφή CSV, η οποία είναι ευανάγνωστη από τον άνθρωπο, είτε σε συμπυκνωμένη δυαδική μορφή, ακριβώς όπως περιγράφεται στο Κατανόηση των αρχείων εξόδου στο OghmaNano.

Γενικά, οι στιγμιότυπα αποτελούν έναν από τους πιο αποτελεσματικούς τρόπους για να κατανοήσουμε τι συμβαίνει φυσικά μέσα σε μια προσομοίωση, καθώς αποκαλύπτουν την εσωτερική κατάσταση της συσκευής καθώς ο αλγόριθμος προχωρά προς την τελική λύση.