WSL下安装ubuntu 18.04 +meep进行FDTD仿真计算

前言

使用meep进行FDTD开发，开源。这里记录一下自己的安装过程，可以不安装在C盘，有助于后面进行修改。主要是因为我看网上其他人写的就跟一坨屎一样，在那乱写，搞完一堆报错，也没有说明为什么，直接拿meep官方文档翻译一下就成了一篇博客，还说自己是原创，离大普！

WSL

关于这个是什么，可以看这个链接：
链接: WSL
为什么选择使用WSL去实现meep的仿真环境配置呢，首先是meep是基于linux开发的开源软件，其次呢，使用虚拟机占内存，配置也不简单到哪去。有方便的东西为啥不用，搞那么费事的事情干个锤子。

安装过程

打开虚拟环境

windows下面打开虚拟环境和开发者选项，两个都要！尤其是对全新的电脑，或者重装过系统的电脑。网上一些博客就没有说，导致后面你要是再去安装别的东西，总是报错或者安装不上
step one:

step two:

接下来：三个都需要勾选上！

打开开发者选项：在设置里面找到隐私和安全性，找到开发者选项，开启开发人员模式

下载Ubuntu并修改安装路径

打开微软商城，搜索ubuntu，这里选择的版本是ubuntu 18.04 LTS，可以选择更高的20.04

安装完成之后这个就会在C盘，除非你之前就已经修改了微软商城的安装路径
打开powershell,直接在搜索栏里面搜索就好了

升级WSL1到WSL2,直接是版本2就跳过,在powershell 里面输入下面的命令行

wsl --set-version Ubuntu-18.04 2

等待完成就好了，然后打开ubuntu,设置用户名密码：

这里我直接copy其他的博客的一张图，上面的Enter new UNIX name就是需要输入自己的用户名。输入的密码是看不见的，所以自己得记住。

修改路径，在powershell里面完成，在完成了自己的命名之后，打开powershell，输入

wsl -l -v

此时ubuntu正在运行，需要关闭，输入：

wsl --shutdown

之后开始依次在powershell里面输入下面的命令行：

wsl --export Ubuntu-18.04 D:\ubuntu18.04.tar 

$ 上面是导出子文件到d盘，这个不要输入，这个是我用来解释的，下面的汉字都是用来解释的，不要输入！！！

wsl --unregister Ubuntu-18.04

$注销子系统

wsl --import Ubuntu-18.04 D:\Ubuntu1804 D:\ubuntu18.04.tar 

$重新导入到D盘

ubuntu1804.exe config --default-user rayzs

$ 这里rayzs是我的用户名，改成自己的用户名就好了

更改软件源

ubuntu是一个基于linux的操作系统，上面的默认源是从国外的ip地址，我们可以改成国内的，加快下载的速度。打开ubuntu

点击，这个跳转打开软件源

输入到ubuntu里面，等待就好了，这个我就不贴了，我自己已经配置好了。对了，这个没有办法直接粘贴复制，得自己手动输入，可能是因为linux里面粘贴复制和windows的不一样。

完成之后再ubuntu里面输入：

sudo apt-get update
sudo apt-get upgrade

就是更新升级一下，不然用不了。
至此，ubuntu即全部完成了，接下来就是安装meep了

Meep

关于meep是什么，请看这个meep
首先是安装miniconda,安装教程在这：注意都是在ubuntu里面完成的！
miniconda安装

开始安装meep,在ubuntu里面输入：

conda create -n mp -c conda-forge pymeep pymeep-extras

等待安装完成，在再次输入:（这里是测试是否安装成功，如果出现了下图所示，就是成功)

conda activate mp

VScode远程访问

至此完成了meep的安装过程，接下来就是使用vscode进行远程访问，使用jupyter notebook也行，个人不喜欢

打开vscode，在扩展里面找到WSL:

之后 Shift+Ctrl+P 查找 Remote-WSL: New Window 或者 通过 vscode 左下角的按钮 来访问子系统上的开发环境

在子系统中进行Python开发时也要切换到mp环境，这时候 Shift+Ctrl+P 查找 Python: Select Interpreter

选择mp环境，即可进行 Meep 程序的开发

测试程序

import matplotlib.pyplot as plt
import meep as mp
import numpy as np
from IPython.display import Video

# Set up the bent waveguide in a slightly larger cell:
cell = mp.Vector3(16,16,0)
geometry = [mp.Block(mp.Vector3(12,1,mp.inf),
                     center=mp.Vector3(-2.5,-3.5),
                     material=mp.Medium(epsilon=12)),
            mp.Block(mp.Vector3(1,12,mp.inf),
                     center=mp.Vector3(3.5,2),
                     material=mp.Medium(epsilon=12))]

# set up the boundary layer
pml_layers=[mp.PML(1.0)]

resolution=10 #pixels/um


'''
There are a couple of items to note. First, a point source does not couple very efficiently to the waveguide mode, so we will expand this into a line source,centered at (-7,-3.5), with the same width as the waveguideby adding a size property to the source.
Second, instead of turning the source on suddently at t=0 which excites many other frequencies because of the discontinuity, we will ramp it on slowly.
'''
sources = [mp.Source(mp.ContinuousSource(wavelength=2*(11**0.5),width=20),
                     component=mp.Ez,
                     center=mp.Vector3(-7,-3.5),
                     size=mp.Vector3(0,1))]

sim = mp.Simulation(cell_size=cell,
                    boundary_layers=pml_layers,
                    geometry=geometry,
                    sources=sources,
                    resolution=resolution)

f=plt.figure(dpi=150)
sim.plot2D(ax=f.gca())
plt.axis("off")
plt.show()

如果没有报错就是成功了！各位如果有安装问题请联系我，谢谢！