Zamanda sonlu farklar yöntemi için tümler ağlı tam ışıma sınır koşulu
The exact radiation boundary condition with complementary mesh for the finite difference time domain method
- Tez No: 121336
- Danışmanlar: YRD. DOÇ. DR. A. ARİF ERGİN
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Elektrik ve Elektronik Mühendisliği, Electrical and Electronics Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2002
- Dil: Türkçe
- Üniversite: Gebze Yüksek Teknoloji Enstitüsü
- Enstitü: Mühendislik ve Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: 66
Özet
IV ÖZET Elektromanyetik problemlerin nümerik çözüm yöntemlerinden olan zamanda sonlu farklar metoduyla yapılan açık alan analizlerinde hesap uzayının sonlandırılması önemli bir problemdir. Genellikle yansımasız sınır koşulu olarak adlandırılan bu sonlandırma yöntemleri, hesap uzayında yapılması gereken işlemlerin ihtiyaç duyduğu bilgisayar kaynaklarını mevcut bilgisayarların kapasitesi dahilinde tutarak en az yansıma veya hatayla açık alan analizi yapılabilmesi üzerine kurulmuştur. Hafıza ve zaman ihtiyacını düşürebilen tam ışıma sınır koşulunu diğerlerinden ayıran en önemli iki özelliği, içbükey sınırlara uygulanabilmesi ve saçıcıyla sınır arasında bir tampon bölgeye ihtiyaç duymamasıdır. Bu yöntem, Huygens eşdeğerlik prensibine dayanmaktadır. Bu prensipten faydalanılarak hesap uzayı içerisinde hayali bir kapalı integral sının tanımlanmakta ve bu sınır üzerindeki eşdeğer akımlar bulunmaktadır. Bu eşdeğer akımlar, hesap uzayının sonuna konan sonlandırma sının üzerindeki sınır alan değerlerini hesaplamak için kullanılmaktadır. Diğer yöntemlere göre iki önemli avantaja sahip olan tam ışıma sınır koşulu, integral ve sonlandırma sınırlan arasındaki mesafe nedeniyle uzun simülasyonlarda kararsızlıklara sebebiyet vermektedir. Bu sorunu yok etmek için önerilen üç temel adımın birincisi zamanda sonlu farklar uzayında tam adımlarda bulunan integral sının üzerindeki manyetik alanları bulmak için yapılan aradeğerlemeden kurtulmak, ikincisi sonlandırma sınırını temsil eden elektrik ve manyetik alan sınırlarını tek bir sınır üzerinde tanımlamak, üçüncüsü de integral ve sonlandırma sınırlarını tam olarak çakıştırmaktır. Bu tez çalışmasında ilk iki adımın gerçeklenmesi hedeflenmiş ve bu hedefe ulaşılmıştır. Bu iki adımın gerçeklenmesi için tümler ağ yöntemi önerilmiştir. Bu yöntemde birbiriyle bağımlı çalışan iki adet tümler hesap uzayı tanımlanmakta ve böylece hem tam hem de yarım adımlarda elektrik ve manyetik alanlar birlikte bulunabilmektedir. Bu sayede integral sınırındaki aradeğerlemeye ihtiyaç kalmamış ve sonlandırma sının tek bir sınır olarak tanımlanabilmiştir. Elde edilen sonuçlarla uygulamadaki başarım incelenmiş ve bahsedilen üçüncü adımın gerçeklenmesi geleceğe yönelik bir çalışma olarak belirlenmiştir.
Özet (Çeviri)
SUMMARY The truncation of the computational domain is an important problem for analyzing open region problems using finite difference time domain (FDTD) method which is a numerical method for the solution of electromagnetic problems. These truncation methods which are generally called“Absorbing Boundary Condition”(ABC) are required for analyzing the open field problems with minimum reflection from the truncation boundaries or minimum error while employing minimal computational resources. A kind of ABC that reduces the computational requirements, by being imposed on concave boundaries and requiring no large buffer region between the scatterer and the truncation boundary, is called the“Exact Radiation Boundary Condition”(ERBC). ERBC is based on the Huygens equivalence principle. By using this principle, a closed hypothetical integral boundary is defined in the FDTD domain and the equivalent currents are calculated on this boundary. These currents are used to determine the field values on the truncation boundary. ERBC can cause an instability for long simulations because of the separation between the integral and truncation boundaries. To annihilate the instability, three steps are required: (i) removing the interpolation of the magnetic fields on the integral boundary, (ii) implementing the electric and the magnetic field boundaries representing the truncation boundary as a single boundary, and (iii) positioning the integral and truncation boundaries spatially at the same location. In this thesis, it is aimed to realize the first two steps and this goal is successfully completed. A complementary mesh method is proposed for this study. In this method, two complementary FDTD domains, which are dependent to each other, are defined. Thus, electric and magnetic fields are obtained in both integer and half spatial locations in the FDTD lattice. Finally, interpolation on the integral surface is annihilated and the truncation boundary is defined as a single boundary. The simulation results are investigated and the third step mentioned above is determined as a future work.
Benzer Tezler
- A compact finite difference method of lines for solving non-linear partial differential equations
Doğrusal olmayan kısmi diferansiyel denklemlerin çözümü için bir kompakt sonlu farklar çizgiler yöntemi
SHODIJON ISMOILOV
Yüksek Lisans
İngilizce
2022
Matematikİzmir Yüksek Teknoloji EnstitüsüMatematik Ana Bilim Dalı
PROF. DR. GAMZE TANOĞLU
PROF. DR. GÜRHAN GÜRARSLAN
- Hafif raylı sistemlerde köprü ile balastsız üstyapı geçiş bölgelerinin irdelenmesi
Investigation of transition zones between bridge and balastless track for light rail transit systems
FAHRETTİN ERSİN ERBAŞ
Yüksek Lisans
Türkçe
2017
İnşaat Mühendisliğiİstanbul Teknik Üniversitesiİnşaat Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. ZÜBEYDE ÖZTÜRK
- Ground penetrating radar antenna design to detect buried object and signal processing with deep learning networks by usingnumerical electromagnetic methods
Gömülü hedef tespit etmek için yere nüfuz eden radar anten tasarımı ve sayısal elektromanyetik yöntemler kullanarak derin öğrenme ağları ile sinyal işleme
REYHAN YURT
Doktora
İngilizce
2023
Elektrik ve Elektronik MühendisliğiYıldız Teknik ÜniversitesiElektronik ve Haberleşme Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. HAMİD TORPİ
- Zamanda sonlu farklar yöntemi ve yutucu sınır koşulları
Başlık çevirisi yok
FUNDA AKLEMAN
Yüksek Lisans
Türkçe
1998
Elektrik ve Elektronik Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiElektromanyetik Alanlar ve Mikrodalga Tekn. Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. LEVENT SEVGİ
- Zaman bölgesinde sonlu farklar yöntemi ile radar kesit alanı kestirimi.
Radar cross section prediction with finite difference time domain method
FUNDA ERGÜN YARDIM
Doktora
Türkçe
2012
Elektrik ve Elektronik MühendisliğiGazi ÜniversitesiElektrik-Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
YRD. DOÇ. DR. NURSEL AKÇAM