Development of Complex Electromagnetic Problems Using FDTD Su... - 9781611220131

Zbadane i szczegółowo omówione są złożone problemy elektromagnetyczne z wykorzystaniem nowych hybrydyzowanych technik obliczeniowych, łączących metodę momentów w dziedzinie częstotliwości (MoM), metodę różnic skończonych w dziedzinie czasu (FDTD) i podsiatkową metodę różnic skończonych w dziedzinie czasu (SGFDTD). Techniki te są pożądane do przewidywania absorpcji elektromagnetycznej w niejednorodnych, anizotropowych i stratnych materiałach dielektrycznych napromienianych przez źródła o skomplikowanej geometrii. W metodzie modelowania momentów rozwiązanie jądra powierzchniowego wyprowadza się dla modeli 1-D, 2-D i 3-D. Formułowanie całki pola powierzchni elektrycznej rozwiązuje się za pomocą niezależnych metod liniowej funkcji bazowej w kierunkach obwodowym i osiowym przewodów antenowych. Podobną ortogonalną funkcję bazową stosuje się na powierzchni końcowej i stosuje się odpowiednie mocowania do powierzchni drutu, aby spełnić wymagania ciągłości prądu. Badane i analizowane są rozkłady prądu powierzchniowego na konstrukcjach, które mogą zawierać blisko rozmieszczone równoległe przewody. Wyniki okazały się stabilne i wykazały dobrą zgodność z mniej kompleksowymi wcześniejszymi pracami innych osób. Ponadto technikę Galerkina stosuje się do przewidywania wpływu chiralnego bianizotropowego podłoża prostokątnego rezonatora mikropaskowego w domenie widmowej. W pracy zbadano także interakcję pomiędzy napowietrznymi liniami przesyłowymi wysokiego napięcia a podziemnymi rurociągami użyteczności publicznej, wykorzystując technikę FDTD dla całej konstrukcji w połączeniu z metodą podsieci w punktach zainteresowania. Obliczane są pola indukowane nad rurociągiem. W celu obejścia geometrii otwartego obszaru wykorzystano koncepcję idealnie dopasowanej warstwy (PML). Ustalenie elementów brzegowych znacznie poprawiło wydajność tej metody, a obciążenie obliczeniowe wynikające z ogromnej liczby kroków czasowych, rzędu dziesiątek milionów, zostało zmniejszone do dziesiątek tysięcy dzięki zastosowaniu metod quasi-statycznych.