Modelování elektromagnetických polí (Přednášky)

| Kategorie: Skripta  | Tento dokument chci!

Numerické modelování elektromagnetických polí se s rozvojem výpočetní techniky a neustále rostoucí výkonností počítačů stalo spolu s optimalizačními technikami nepostradatelnou složkou návrhu konstrukcí nových elektrotechnických a elektronickýchzařízení i zařízení z ostatních oblastí technické praxe. Numerické modelování je také bezesporu nedílnou součástí komplexních analýz chování časoprostorových polí, které jsou důležité pro posouzení nových požadavků na kvalitu zařízení jako je elektromagnetická kompatibilita. Složité problémy řešené v současné technické praxi nelze zvládnout ve většině případů jinými prostředky než pomocí vhodných numerických metod za použití výkonných počítačů.

Vydal: FEKT VUT Brno Autor: UTEE - Jarmila Dědková

Strana 33 z 71

Vámi hledaný text obsahuje tato stránku dokumentu který není autorem určen k veřejnému šíření.

Jak získat tento dokument?






Poznámky redaktora
[3]. zajištění stability požadované přesnosti numerického řešení při diskretizaci používá obvykle kombinace dopředných centrálních diferencí výpočet provádí posunutými časovými řezy tzv. Například složky intenzity elektrického pole jsou diskretizovány v časech n∆t (dopředné diference) složky intenzity magnetického pole časech (0. při řešení rovnic ( ) rot rot t t t t ∂ ∂ = + ∂ ∂ B D E , kdy známého rozložení pole B(t) čase určíme hodnotu čase t+∆t ( rott . Stabilita numerického výpočtu dána kritickou (mezní) hodnotou časového kroku ∆t, který splňuje Courantovu podmínku vyjádřenou pro kartézské souřadnice vztahem 2 2 1 1 ( ) t c − ∆ ≤ ∆ ∆ . 3. Diskretizace rovnic pro všechny složky pole provede řezech podle Obr.6: Prvek prostorové diskretizační sítě pro FDTD x y (i, k) z Ez (i ,j+1/2, ,j+1, k) (i-1, k+1) (i-1, +1, k+1) (i, k+1) Ex Ey Hy Hy Hy Hz Hz Hz Hx Hx Hx . 3.5 n)∆t (centrální diference). Použití dopředných diferencí vede sice stabilnímu řešení, ale neumožňuje zvýšení jeho přesnost.Modelování elektromagnetických polí 33 Metoda konečných diferencí časové oblasti (Finite Difference Time Domain FDTD) Metoda FDTD používá jestliže hledáme řešení čase, např.6. Podrobnosti jsou uvedeny např. leapfrog metodou. Pro velikosti složek pole dvou sobě následujících časech platí vztahy Obr. Použití časového kroku mezi stability minimalizuje numerickou disperzi řešení. Princip metody FDTD spočívá tom, diferencemi nahrazují derivace podle prostorových souřadnic podle času, přitom používá diferencí dopředných nebo centrálních ( 2) , F t t t ∂ ∆ ≈ ≈ ∂ ∆