這種情況太正常不過了。
我第一年研究生找到我導師的時候,她問我會不會一個仿真軟件COMSOL,我說我不會但我願意學。
花了一段時間搞明白之後,她給我一個idea讓我嘗試去做,因為她老公(夫妻都是學院的教授)用matlab做出了一個粗略解,想讓我用COMSOL做出一些更精確的能指導實驗的數據。
好嘛,從2D模型到3D就花了整整一年的時間(最佳化模型到伺服器跑得動)然後才是各種對她idea的驗證,整整八個月,我得到的數據都顯示這idea行不通,中間我去換別的仿真方法FDTD、自己寫matlab程式碼去算,業內文章都翻爛了,非業內的化學、材料相關的文章看不懂也看,還是一點辦法也沒有。而且最操蛋的是,因為是仿真,是實驗前的預期,實驗完全沒法開展,不能夠反過來給一些思路。且因為很多數學模型都是簡化的,也需要仿真來給數值解…所以陷入僵局。我一直都在含蓄地跟我導師表達她idea行不通,她也給不了任何建議,她說的方法我早都嘗試過一萬遍了。
直到某天,學姐發我一篇八桿子打不著領域的最新的一篇文章,光一個圖就解決了我所有的問題,那一瞬間我就知道這是唯一的解法、結構,重新建模型,3天不到,我就得到了比我導師預期的更好的數據,然後花一個月時間把所有數據最佳化、豐富,一個月時間寫文章、投稿,審稿基本沒有修改建議,只是讓我對一些細節作了補充,最後發在了一個還不錯的期刊上(一區)。整個過程耗時兩年。
而我也在寫文章中推公式時候對其中幾個參數有了更深刻的理解,文章發表後我就跟導師說可以用這幾個參數做一個實驗,完全我自己的idea,從零搭實驗台,最後也在今年年初在一個大型會議上做了匯報還拿了分會場最佳。
直到今天我導師還會說,沒想到那個idea思路是錯的最後還能發這麽好的文章。從我個人的角度回過頭來看,即使最後沒有可以發表的結果,當初卡住的那幾個月學習、鉆研得到的新知識新方法也非常受益了。其實讀博就是這樣一個你和你導師一起進步、共同探索新知識、奧秘的過程,所以遇到瓶頸不要怕,一定要多看文章、多問問題、多討論,甚至找組裏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————
評論區很多小夥伴想要我這篇文章的連結,那我就不要臉的放在這吧(逃)。然後再講一點點當時科研的心路歷程吧。
一個小眾領域的文章,whispering gallery mode microresonator and its application on biochemical sensing。不過我其實文章中沒有講太多仿真的過程和細節。。其實comsol模型建立很簡單,但驗證模型對不對、準不準、能不能跑得動 比較麻煩。。
最最最開始做這個專案的idea是希望透過等離子體的近場增強來提升生物化學傳感的能力,因為我們這個光學wgm sensor的本質就是來源於其赤道面倏逝場的場強與物質的相互作用,這裏的場強可以理解為電場強度(磁場也可以)。而單一等離子體金屬棒和wgm sensor耦合產生電場增強的仿真和實驗都有人做過了,我們就想能不能有一些新型等離子體結構可以有更好的效果,最初的idea是希望能激發等離子體的暗模dark mode(由於其高增強、低損耗的特性),而在嘗試不同結構的同時發現當時業內少有的幾篇仿真文章中被廣泛參照的一篇有幾個不可忽視的錯誤(在我文章的附錄中做了對比),在嘗試聯系那篇文章作者無果後,我們重新建立新的wgm microtoroid模型,借用一些簡單結構的仿真進行驗證;在確定新模型可用後,再構建新的等離子體暗模結構,並最後驗證其穩定性和魯棒性。
其中,探索新模型和新結構是這個小專案中最耗時間的,在實驗室桌上型電腦和伺服器都不能應付我簡化縮小後的3D模型時,只能利用學校的高效能伺服器進行計算,如我文章結尾所言,當時所用的伺服器節點效能約為56核2.3GHz處理器+384GB記憶體,單次仿真(每一個參數掃描)耗時約3個半小時。
希望能對大家的科研有所幫助和啟發,謝謝。