这种情况太正常不过了。
我第一年研究生找到我导师的时候,她问我会不会一个仿真软件COMSOL,我说我不会但我愿意学。
花了一段时间搞明白之后,她给我一个idea让我尝试去做,因为她老公(夫妻都是学院的教授)用matlab做出了一个粗略解,想让我用COMSOL做出一些更精确的能指导实验的数据。
好嘛,从2D模型到3D就花了整整一年的时间(优化模型到服务器跑得动)然后才是各种对她idea的验证,整整八个月,我得到的数据都显示这idea行不通,中间我去换别的仿真方法FDTD、自己写matlab代码去算,业内文章都翻烂了,非业内的化学、材料相关的文章看不懂也看,还是一点办法也没有。而且最操蛋的是,因为是仿真,是实验前的预期,实验完全没法开展,不能够反过来给一些思路。且因为很多数学模型都是简化的,也需要仿真来给数值解…所以陷入僵局。我一直都在含蓄地跟我导师表达她idea行不通,她也给不了任何建议,她说的方法我早都尝试过一万遍了。
直到某天,学姐发我一篇八杆子打不着领域的最新的一篇文章,光一个图就解决了我所有的问题,那一瞬间我就知道这是唯一的解法、结构,重新建模型,3天不到,我就得到了比我导师预期的更好的数据,然后花一个月时间把所有数据优化、丰富,一个月时间写文章、投稿,审稿基本没有修改建议,只是让我对一些细节作了补充,最后发在了一个还不错的期刊上(一区)。整个过程耗时两年。
而我也在写文章中推公式时候对其中几个参数有了更深刻的理解,文章发表后我就跟导师说可以用这几个参数做一个实验,完全我自己的idea,从零搭实验台,最后也在今年年初在一个大型会议上做了汇报还拿了分会场最佳。
直到今天我导师还会说,没想到那个idea思路是错的最后还能发这么好的文章。从我个人的角度回过头来看,即使最后没有可以发表的结果,当初卡住的那几个月学习、钻研得到的新知识新方法也非常受益了。其实读博就是这样一个你和你导师一起进步、共同探索新知识、奥秘的过程,所以遇到瓶颈不要怕,一定要多看文章、多问问题、多讨论,甚至找组里做不同方向的人交流,往往能得到全新的思路!
————2021年4月7日更新————
评论区很多小伙伴想要我这篇文章的链接,那我就不要脸的放在这吧(逃)。然后再讲一点点当时科研的心路历程吧。
一个小众领域的文章,whispering gallery mode microresonator and its application on biochemical sensing。不过我其实文章中没有讲太多仿真的过程和细节。。其实comsol模型建立很简单,但验证模型对不对、准不准、能不能跑得动 比较麻烦。。
最最最开始做这个项目的idea是希望通过等离子体的近场增强来提升生物化学传感的能力,因为我们这个光学wgm sensor的本质就是来源于其赤道面倏逝场的场强与物质的相互作用,这里的场强可以理解为电场强度(磁场也可以)。而单一等离子体金属棒和wgm sensor耦合产生电场增强的仿真和实验都有人做过了,我们就想能不能有一些新型等离子体结构可以有更好的效果,最初的idea是希望能激发等离子体的暗模dark mode(由于其高增强、低损耗的特性),而在尝试不同结构的同时发现当时业内少有的几篇仿真文章中被广泛引用的一篇有几个不可忽视的错误(在我文章的附录中做了对比),在尝试联系那篇文章作者无果后,我们重新建立新的wgm microtoroid模型,借用一些简单结构的仿真进行验证;在确定新模型可用后,再构建新的等离子体暗模结构,并最后验证其稳定性和鲁棒性。
其中,探索新模型和新结构是这个小项目中最耗时间的,在实验室台式机和服务器都不能应付我简化缩小后的3D模型时,只能利用学校的高性能服务器进行计算,如我文章结尾所言,当时所用的服务器节点性能约为56核2.3GHz处理器+384GB内存,单次仿真(每一个参数扫描)耗时约3个半小时。
希望能对大家的科研有所帮助和启发,谢谢。