Заглавная страница Избранные статьи Случайная статья Познавательные статьи Новые добавления Обратная связь КАТЕГОРИИ: АрхеологияБиология Генетика География Информатика История Логика Маркетинг Математика Менеджмент Механика Педагогика Религия Социология Технологии Физика Философия Финансы Химия Экология ТОП 10 на сайте Приготовление дезинфицирующих растворов различной концентрацииТехника нижней прямой подачи мяча. Франко-прусская война (причины и последствия) Организация работы процедурного кабинета Смысловое и механическое запоминание, их место и роль в усвоении знаний Коммуникативные барьеры и пути их преодоления Обработка изделий медицинского назначения многократного применения Образцы текста публицистического стиля Четыре типа изменения баланса Задачи с ответами для Всероссийской олимпиады по праву Мы поможем в написании ваших работ! ЗНАЕТЕ ЛИ ВЫ?
Влияние общества на человека
Приготовление дезинфицирующих растворов различной концентрации Практические работы по географии для 6 класса Организация работы процедурного кабинета Изменения в неживой природе осенью Уборка процедурного кабинета Сольфеджио. Все правила по сольфеджио Балочные системы. Определение реакций опор и моментов защемления |
Глава 5. Сравнительный анализ вычислительных методов электродинамики
Вычислительная электромагнетика (CEM), вычислительная электродинамика или электромагнитное моделирование-это процесс моделирования взаимодействия электромагнитных полей с физическими объектами и окружающей средой. Обычно это включает в себя использование компьютерных программ для вычисления приближенных решений уравнений Максвелла для расчета характеристик антенны, электромагнитной совместимости, поперечного сечения радара и распространения электромагнитных волн, когда они не находятся в свободном пространстве. Большое подполе - это компьютерные программы для моделирования антенн, которые вычисляют диаграмму направленности и электрические свойства радиоантенн и широко используются для проектирования антенн для конкретных применений. Некоторые реальные электромагнитные проблемы, такие как электромагнитное рассеяние, электромагнитное излучение, моделирование волноводов и т. Д., Не поддаются аналитическому расчету из-за множества нерегулярных геометрий, обнаруженных в реальных устройствах. Вычислительные численные методы могут преодолеть неспособность получить решения уравнений Максвелла в замкнутой форме при различных определяющих соотношениях сред и граничных условиях. Это делает вычислительную электромагнетику (CEM) важной для проектирования и моделирования антенных, радиолокационных, спутниковых и других систем связи, нанофотонных устройств и высокоскоростной кремниевой электроники, медицинской визуализации, проектирования антенн сотовых телефонов и других приложений. CEM обычно решает задачу вычисления E (электрического) и H (магнитного) полей в проблемной области (например, для расчета диаграммы направленности антенны для структуры антенны произвольной формы). Кроме того, вычисление направления потока мощности (вектора Пойнтинга), нормальных режимов волновода, дисперсии волн, генерируемых средой, и рассеяния может быть вычислено по полям E и H. Модели CEM могут принимать или не принимать симметрию, упрощая структуры реального мира до идеализированных цилиндров, сфер и других правильных геометрических объектов. Модели CEM широко используют симметрию и решают для уменьшения размерности с 3 пространственных измерений до 2D и даже 1D.
Формулировка задачи на собственные значения CEM позволяет нам вычислять стационарные нормальные режимы в структуре. Переходный отклик и эффекты импульсного поля более точно моделируются CEM во временной области, с помощью FDTD. Криволинейные геометрические объекты более точно обрабатываются как конечные элементы МКЭ или неортогональные сетки. Метод распространения пучка (BPM) может быть решен для потока мощности в волноводах. CEM специфичен для конкретного приложения, даже если различные методы сходятся к одному и тому же полю и распределению мощности в моделируемой области.
Обзор методов Один из подходов заключается в дискретизации пространства в терминах сеток (как ортогональных, так и неортогональных) и решении уравнений Максвелла в каждой точке сетки. Дискретизация потребляет компьютерную память, а решение уравнений занимает значительное время. Крупномасштабные проблемы CEM сталкиваются с ограничениями памяти и процессора. По состоянию на 2007 год проблемы CEM требуют суперкомпьютеров, высокопроизводительных кластеров, векторных процессоров и/или параллелизма. Типичные формулировки включают в себя либо переход по времени через уравнения по всей области для каждого момента времени; или с помощью инверсии полосчатых матриц для вычисления весов базисных функций при моделировании методами конечных элементов; или матричных произведений при использовании методов матрицы переноса; или вычисления интегралов при использовании метода моментов (MoM); или с использованием быстрых преобразований Фурье и временных итераций при вычислении методом разделения шагов или BPM. 5.2Выбор методов Выбор правильного метода решения проблемы очень важен, так как неправильный выбор может привести либо к неправильным результатам, либо к результатам, вычисление которых занимает слишком много времени. Однако название метода не всегда говорит о том, как он реализован, особенно для коммерческих инструментов, которые часто имеют более одного решателя. Дэвидсон[1] приводит две таблицы, в которых сравниваются методы FEM, MoM и FDTD в том виде, в каком они обычно реализуются. Одна таблица предназначена как для открытой области (проблемы излучения и рассеяния), так и для задач с управляемой волной.
|
|||||
Последнее изменение этой страницы: 2021-05-27; просмотров: 167; Нарушение авторского права страницы; Мы поможем в написании вашей работы! infopedia.su Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав. Обратная связь - 18.223.196.59 (0.005 с.) |