LumericalFDTD-simulation

FDTD 仿真执行器

职责范围

本 skill 仅负责仿真执行阶段：环境探测、运行仿真、错误修复、结果提取。输出 .fsp 和 .npz 文件。

不负责：结构建模（→ LumericalFDTD-modeling）、数据分析与绘图（→ LumericalFDTD-analysis）、端到端全流程（→ LumericalFDTD）。

前置条件

仿真脚本 *_sim.py（或 *_model.py 加上 fdtd.run() 和 fdtd.save() 调用）必须已存在。若不存在，先使用建模 skill。

环境探测（本会话首次执行）

1. 探测操作系统

• Windows: python.exe，路径含盘符，反斜杠分隔
• Linux: python 或 python3，正斜杠分隔

2. 定位 Lumerical Python 解释器

按以下优先级尝试：

Windows 常见路径：

C:\Apps\ANSYS Inc\v252\Lumerical\python\python.exe
C:\Program Files\ANSYS Inc\v252\Lumerical\python\python.exe
C:\Program Files\Lumerical\v252\python\python.exe

Linux 常见路径：

/opt/ansys_inc/v252/Lumerical/python/python
/opt/lumerical/v252/python/python
/usr/local/lumerical/v252/python/python

若所有默认路径都不存在，向用户询问实际安装路径和版本号。

3. 调用方式

PowerShell（路径含空格时用 & 操作符）：

& '{PYTHON_PATH}' 'script.py'

Bash / Git Bash（& 不支持，直接调用）：

'path/to/python.exe' 'script.py'

仿真执行

执行步骤

# 步骤 1：运行仿真脚本（耗时最长）
bash: & 'PYTHON_PATH' 'path/to/project_sim.py'

# 步骤 2：确认输出
bash: ls path/to/project/data/
# 预期：results.npz 等文件

# 步骤 3：检查日志
bash: cat path/to/project/fsp/*_p0.log
# 确认无致命错误

超时设置

仿真规模	timeout
简单 2D	300,000ms (5 分钟)
中等 3D	1,200,000ms (20 分钟)
大型参数扫描	6,000,000ms (100 分钟)

错误处理循环（最多 5 次重试）

重试次数 = 0
while 仿真未成功 and 重试次数 < 5:
    运行 sim.py
    if 报错:
        读取 ../LumericalFDTD/references/common-errors.md
        根据错误类型定位解决方案
        修复脚本
        重试次数 += 1
    else:
        检查 .npz 存在 → 继续
        检查 .fsp 存在 → 继续

if 重试次数 >= 5:
    向用户报告：自动修复已达上限，需人工介入
    列出所有尝试过的修复及对应错误信息

绝对禁止：创建完 .py 文件后直接告诉用户"脚本已创建，请自行运行"。必须亲自执行。

结果提取

仿真成功后提取关键数据：

# 在 with 块内提取
E = fdtd.getresult("monitor_name", "E")       # 电场
Ex = fdtd.getresult("monitor_name", "Ex")     # x 分量
T = fdtd.getresult("monitor_name", "T")       # 透射率

# 保存为 .npz
np.savez(os.path.join(data_dir, "results.npz"),
         E=E, Ex=Ex, T=T,
         x=x, y=y, z=z,
         wavelengths=wavelengths,
         metadata={...})