Tech –X公司介紹
美國Tech-X公司由科羅拉多大學的John R. Cary教授創立于1994年，他是世界范圍內計算等離子體物理領域影響力的專家之一。他們專注于等離子體粒子仿真計算領域的研究，將等離子體物理和大規模并行計算技術相結合，開發出了適合大規模并行計算的等離子體和粒子仿真軟件，在數千家用戶中得到了廣泛使用，是該領域中影響力的仿真軟件。允若科技是Tech-X公司中國區域正式代理商，全面代理銷售其旗下產品。
Tech-X公司的產品包括電磁粒子仿真軟件VSim、電磁流體仿真軟件USim和粒子輻射與防護仿真軟件RSim。其中VSim基于PIC算法開發，適用于整個等離子體和射頻領域的仿真問題，支持大規模并行計算；USim基于磁流體方程開發，包含各種化學反應，適用于高超聲速流體力學、高能密度物理、天體物理、電氣工程等研究領域；RSim是專業的粒子輻射與防護仿真軟件，利用Geant4的蒙特卡洛方法作為底層，能夠計算輻射損傷、輻射屏蔽和防護。輸出能量和劑量沉積、網格通量、碰撞率等結果。
VSim基本特點
VSim是一種多物理場模擬工具，為設計工程師和研究科學家提供精確的解決方案來解決具有挑戰性的問題。VSim的時域有限差分法（FDTD）、粒子云網格法（PIC）和帶電流體法（有限體積法）的結合為各種情況提供了精確的結果。
作為一種并行軟件應用程序，VSim可以有效地處理大規模的問題，并且可以使用為高性能計算系統設計的算法快速運行仿真。VSim得到了30個國家的研究人員的信任，并被從航空航天到半導體制造等行業的工程師所使用，是理想的多物理仿真工具，具有以下優點：
功能強大，用途廣泛
VSim使用時域有限差分（FDTD）和粒子云網格（PIC）方法來運行計算密集的電磁、靜電和等離子體模擬。作為時域求解器，VSim可以進行全波分析，在一次運行中獲得頻率范圍內的響應，并提供瞬態分析。由于VSim中包含了額外的PIC算法，這些模擬可以在等離子體和電介質的存在下運行，使得VSim成為眾多行業設計工程師的完整模擬工具。
準確可靠
VSim計算的精確性和結果的可信度獲得了普遍認可。由一個計算科學家團隊創建的Vorpal代碼在科學文獻中被引用了數千次，它是VSim軟件的求解核心。VSim在許多世界研究機構中都有多年的應用，在中國的很多科研單位中也有十年以上的應用歷史，其計算的精確性和結果的可信度獲得了國內外專業人士的廣泛認可。
快速且可擴展
FDTD解算器，如VSim，被認為是解決具有大量未知量的復雜問題的。使用Tech-X專有的切割單元算法，VSim在不增加運行時間的情況下獲得高精度。VSim具有可擴展的并行計算能力，可以在集群和的超級計算機上高效地解決非常大的問題。
VSim包含以下四個模塊：
高精度等離子體加速計算模塊：
全面的放電等離子體計算模塊：
復雜電磁學與靜電學計算模塊：
射頻和微波器件仿真計算模塊：
VSim整體功能特征
Particle-In-Cell模型
VSim最核心的特點是使用PIC算法(Particle-in-Cell)來模擬等離子體的演化，這是它和其他等離子體仿真軟件的本質區別。因為采用PIC算法和蒙特卡羅方法，所以VSim可以精確計算微觀粒子的演化狀態，可以達到其他仿真軟件無法達到的計算精度，實現真空和低氣壓環境計算，特別適用于仿真計算激光等離子體、放電等離子體和各種真空管等。
電磁場模型
VSim在采用PIC和蒙特卡羅方法的同時，也包含電磁Maxwell方程組、靜電Poisson方程和FDTD方程，因此VSim可以計算各種介電、介磁和電導行為，也支持YEE網格的電磁場建模。
復雜幾何外形和網格處理
VSim已經具有了三維可視化建模功能，用戶可以直接在軟件中進行三維可視化建模和各種布爾操作，使用空文件或者sdf 模板這兩種方式來快速生成輸入文件，從程序工程文件入手，大大縮短加載時間。也可以導入多格式的CAD文件并在軟件中進行網格剖分，大大簡化操作，增強了軟件的前處理能力。同時仍然支持用戶調用多種宏命令方便地自定義各種復雜幾何模型。支持精確金屬墻的嵌入邊界、支持端口邊界：輸入輸出、支持周期和相移條件、支持準確近似的Dey-Mittra網格剖分方法、支持理想匹配層邊界和MAL邊界，對曲面和復雜構型能夠有效地提高電磁場計算的精度，可用于對3D全尺寸全物理的實際工程結構進行模擬。
除自帶各種常見材料，還支持用戶自定義材料。支持無損耗和有損材料、支持非線性材料、支持各向同性和各向異性材料、支持二階色散材料、支持頻變電介質材料。
粒子碰撞和蒙特卡羅模型
VSim通過蒙特卡羅模塊引入對粒子間碰撞和原子-分子電離過程的建模支持。包括虛碰撞模型、彈性碰撞、電荷交換碰撞、電子電離、碰撞電離、場電離、重組、碰撞電離、場電離、電子電離、電子散射、電荷交換、二元彈性、二元反應、衰變、吸收、反射、表面電荷積累、半透明、三體重組、電子碰撞離解、激發、濺射、分解、電子俘獲、負電子剝離、離解電離、離解重組、非彈性二元反應、電子-離子碰撞多次電離以及碰撞復合；原子的場致電離；不穩定粒子的衰變等等。
粒子源模型
VSim支持各種帶電粒子發射模型，包括光電離、熱陰極發射、場致發射、二次電子發射，可以計算帶電和中性粒子、可變質量、恒定質量和管理質量相對論、發射、表面電荷、壁面二次電子產生等等，可以對各種陰極和束流注入進行有效的建模。
多物理場
VSim具有MultiField框架，支持用戶對電磁場模型進行修訂和二次開發，可以自行定義熱場、流場等，并和電磁場進行耦合計算，提供多種接口供用戶做二次開發使用。
大規模并行計算能力
VSim采用MPI進行大規模并行計算，支持Windows和Linux系統，可以支持多達幾萬核并行計算，采用了非時間計數器算法，大大提升了計算速度，在大規模并行計算時仍然能夠獲得很高的并行效率。
VSim功能模塊
1，VSimPA---高精度等離子體加速計算模塊
VSimPA是一個全面的軟件解決方案，可用于各種前沿的等離子體加速技術研究工作。VSimPA的用戶可以進行電離注入、碰撞脈沖注入等各種類型的數值模擬。VSimPA通過引入包絡近似等簡化方法，無論有無相位跟蹤，都可以在不分辨激光波長的情況下，將激光尾場加速（LWFA）模擬為耗盡，并且可以使用受控色散算法保證精度。
VSimPA的計算引擎VORPAL已經被用于多項科學發現，包括個Dream Beam的發現、穩態GeV加速、密度梯度注入以及最近的特洛伊木馬模擬。自2004年被開發出以來，VSimPA被數千篇科研文獻引用，是最經常被引用的能夠模擬等離子體加速的軟件，也是等離子體加速研究中模擬結果信賴的軟件工具。
2，VSimPD---全面的放電等離子體計算模塊
VSimPD是一個專門用于等離子體演化過程模擬的多功能和強大的PIC應用軟件。VSimPD顯式跟蹤任意壓力背景氣體中的動力學粒子種類，包括電子、離子和中性粒子之間的彈性碰撞、激發碰撞和電離碰撞的效應。
VSim使用Tech-X公司的網格剖分算法和FDTD與PIC方法相結合的算法，能夠快速、準確地模擬多維復雜粒子動力學。強大的后處理功能允許進行各種結果分析，而且由于VSim被設計為并行運行，因此它很容易安裝在高性能計算系統上。VSimPD最初是由Tech-X科學家創建的，他們至今仍然是等離子體和計算物理領域的主要貢獻者，VSimPD是等離子體模擬領域面的解決方案。
3，VSimEM---復雜電磁學與靜電學計算模塊
VSimEM是一種經過優化的FDTD求解器，用于模擬復雜電介質和金屬環境中的電磁學和靜電學。VSimEM的用戶可以通過用戶界面導入現有的CAD文件或構建自己的幾何圖形，并提供許多域特征和邊界條件選項。在VSimEM中，曲線幾何結構采用二階精確算法進行模擬，*的圖形功能顯示詳細的場數據，以便進行深入分析。
VSimEM可用于相控陣天線系統、雷達設備和光子學等應用。利用VSimEM，用戶可以模擬高功率天線在等離子體環境中的狀態，或者有效地建立并模擬光子晶體和其他光學器件中的傳播模型。VSimEM能夠大規模地運行具有挑戰性的問題，并且被設計可以利用任何并行計算系統，這使得VSimEM成為復雜電磁學和靜電學的解決方案。
4，VSimMD---射頻和微波器件仿真計算模塊
VSimMD是模擬真空微波器件的模塊。VSimMD可以模擬Child-Langmuir空間電荷限制發射和Fowler-Nordheim隧穿發射等粒子物理現象，并提供功率、電壓和電子流等性能診斷結果數據。使用VSimMD，可以在一次模擬運行中使用為高性能計算系統專門設計的算法快速計算出多個功率級別的多重作用結果。
強大的后處理和*的可視化功能提供詳細的輪廓和顆粒分布數據。VSimMD具有全套電磁和粒子建模功能，并用于從速調管到磁控管的組件設計周期，是當今射頻和微波工程師的理想模擬工具。
VSim優勢介紹：
· 采用粒子動力學建模的PIC算法
· 支持復雜模擬的FDTD程序
· 包含全套EM和粒子建模功能
· 能夠模擬具有數十億個單元的大型設備
· 具備高性能計算能力
· 所有VSim模塊無縫集成
· 可用于深入分析的全套反應類型
· 確的遠場計算
· 支持金屬和介電材料的亞像素（細分）
· 具備強大且多功能的后處理能力
· 算法結果記錄的準確性
· 強大的文檔和教程
· 的客戶支持
