Отправляет email-рассылки с помощью сервиса Sendsay

Компьютерное моделирование электромагнитных полей

Подписаться Бесплатная «Серебряная» новостная рассылка . Подписчиков 165 RSS
←   Март 2010   →
 1
 2
 3
 4
 5
 6
 7
 8
 9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
24
25
26
27
28
29
30
31


За последние 60 дней ни разу не выходила


Сайт рассылки: http://sites.google.com/site/komputernoemodelirovanie/
Открыта: 12-01-2005

Автор
Александр Бровко

Статистика

165 подписчиков
0 за неделю
←   Все выпуски   →

Компьютерное моделирование электромагнитных полей


Здравствуйте, уважаемые подписчики!

Мы продолжаем цикл образовательных статей на тему численного электромагнитного моделирования. Сегодня я хочу рассказать вам о разработках нашей научной группы, о тех программах, которые делал непосредственно я, или мои коллеги по Саратовскому государственному университету. Эти программы, конечно же, по набору своих возможностей уступают коммерческим пакетам, но, тем не менее, обладают некоторыми интересными особенностями, которые в современных пакетах не реализованы.

1. Программа для анализа собственных мод волноведущих структур СВЧ и оптического диапазонов методом конечных элементов. Программа позволяет вычислять постоянные распространения собственных мод, рассчитывать и визуализировать структуру поля собственных мод. Возможен учет анизотропных материалов, составляющих поперечное сечение волновода, расчет для различных значений частоты. Программа двухмерная, то есть предполагается, что мы решаем электромагнитную задачу только в поперечном сечении волноведущей системы. Используется векторная модификация метода конечных элементов, учитывающая явным образом все три компоненты электрического или магнитного поля. Используются треугольные конечные элементы с векторными функциями формы (edge elements), которые позволяют правильно учитывать поведение поля на границах раздела сред, и как следствие, позволяют избежать появления ложных мод в спектре системы. Комплекс программ использовался расчета устройств оптического диапазона: микроструктурированных волокон (фотонных кристаллов), волоконно-оптических поляризаторов и т.п. Важной особенностью программы является возможность учета полных комплексных тензоров диэлектрической и магнитной проницаемостей, что позволяет учитывать любые анизотропные среды (ферриты с произвольной ориентацией намагничивания, любые искусственные среды, и т.п.)

Авторы программы: А.В. Бровко, А.Г. Рожнев.

2. Модификация конечноэлементной программы для анализа собственных мод волноведущих структур СВЧ и оптического диапазонов, позволяющая рассчитывать системы с вытекающими модами, а также диэлектрические волноводы вблизи частоты отсечки, когда мода в принципе является направляемой, но ее поле выходит далеко за пределы сердцевины волновода. Эта возможность достигается за счет введения импедансных граничных условий на границе расчетной области, которые реализуются с использованием интегрального уравнения. Такой способ задания импедансных граничных условий позволяет избежать недостатков хорошо известных Absorbing Boundary Conditions и Perfectly Matched Layer, которые плохо переносят так называемое «скользящее» падение волны, то есть если волна падает на границу не под прямым (или близким к прямому) углом, а под углом, близким к нулю, то указанные граничные условия дают довольно большое отражение, не позволяющее точно рассчитать характеристики вытекающих мод. Absorbing Boundary Conditions и Perfectly Matched Layer, как правило, реализованы в коммерческих пакетах по этой тематике, а вот задание импедансного условия методом интегрального уравнения – это приоритетная разработка нашей научной группы.

Авторы программы: М.В. Елисеев, А.Г. Рожнев.

3. Комплекс программ для анализа дифракции электромагнитных волн в устройствах СВЧ и оптического диапазонов методом конечных разностей во временной области (FDTD метод). Комплекс программ основан на прямом решении уравнений Максвелла для заданной расчетной области, граничных условий и параметров среды объектов расчетной области с использованием конечно-разностной схемы. Возможен учет нелинейных параметров среды. Программное обеспечение позволяет анализировать структуру электромагнитного поля на каждой итерации расчета, вычислять коэффициенты отражения и прохождения собственных мод в диэлектрических волноводах, строить диаграммы направленности излучения. Комплекс программ применялся для расчета устройств волоконной и интегральной оптики: элементов ввода и вывода света из волокон, оптических датчиков и т.п. Важной особенностью программы является возможность задания нелинейных сред, то есть таких, у которых диэлектрическая проницаемость зависит от напряженности поля. В программе реализована Керровская нелинейность, но в принципе, программа допускает введение и других типов нелинейности. Учет нелинейных сред, насколько мне известно, не реализован ни в одном коммерческом пакете.

Авторы программы: В.Е. Митюрин, А.В. Бровко, А.Г. Рожнев.

Эту статью с иллюстрациями, а также другие интересные статьи по теме компьютерного моделирования, вы можете найти на сайте: http://sites.google.com/site/komputernoemodelirovanie/

С уважением,

Ведущий рассылки Александр Бровко

mailto: brovkoav@gmail.com

Другие проекты автора:

Сайт «Инвестиции в недвижимость»: http://sites.google.com/site/investiciivnedvizimost/

Рассылка «Инвестирование в недвижимость»: http://subscribe.ru/catalog/realty.investment

В избранное