Finite element modeling of electromagnetic scattering problems via hexahedral edge elements
Elektromanyetik saçılma problemlerinde altıyüzlü kenar elemanları ile sonlu eleman modellemesi
- Tez No: 201731
- Danışmanlar: PROF. DR. MUSTAFA KUZUOĞLU
- Tez Türü: Doktora
- Konular: Elektrik ve Elektronik Mühendisliği, Electrical and Electronics Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2007
- Dil: İngilizce
- Üniversite: Orta Doğu Teknik Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Elektrik ve Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: 251
Özet
Bu tezde, ikinci derece altıyüzlü kenar elemanları açık bölge elektromanyetik saçılma problemlerinde uygulanmıştır. Bu amaçla, yarı otomatik bir tamamen altıyüzlü elemanlı ağ üretme algoritması geliştirilmiş ve gerçekleştirilmiştir. Elemanların içinde ve kenarlar boyunca materyal özellikleri, çözüm aşamasında kullanılmak üzere ağ üretimi esnasında belirlenmiş ve tanımlanmıştır. Üretilen ağ, Partikül Sürü Optimizasyon tekniği ile durum kalite metriğine dayalı olarak iyileştirilmiştir. Doğrusal ve ikinci derece altıyüzlü elemanların performanslarını incelemek amacıyla hiyerarşik kenar elemanlarını gerçekleyen bir yazılım çerçevesi geliştirilmiştir. Kompleks koordinat dönüşümü ile gerçekleştirilmiş olan Tamamen Eşlenmiş Katmanlar, bu yazılım kapsamında ağ sonlandırımı işlevini yerine getirmektedir. Denklem sistemini ifade etmek için seyrek matris depolama ve verimli matris düzenleme yöntemleri kullanılmıştır. Seyrek matris çözümü için doğrudan ve dolaylı matris çözüm yöntemleri uygulanmıştır. İkinci derece altıyüzlü kenar elemanlarının performansı, üzerinde yama bulunan veya bulunmayan çeşitli düz veya kavisli cisimlerinin radar ara kesit yüzeyleri hesaplanarak incelenmiştir. Doğrusal elemanlar için bilinen 0.1 dalgaboyu eleman büyüklüğüne karşılık, ikinci derece elemanlar için 0.3-0.4 dalgaboyu büyüklüğünün elektromanyetik saçılım ve ışıma problemlerinde yeni bir kriter olabileceği değerlendirilmiştir.
Özet (Çeviri)
In this thesis, quadratic hexahedral edge elements have been applied to the three dimensional for open region electromagnetic scattering problems. For this purpose, a semi-automatic all-hexahedral mesh generation algorithm is developed and implemented. Material properties inside the elements and along the edges are also determined and prescribed during the mesh generation phase in order to be used in the solution phase. Based on the condition number quality metric, the generated mesh is optimized by means of the Particle Swarm Optimization (PSO) technique. A framework implementing hierarchical hexahedral edge elements is implemented to investigate the performance of linear and quadratic hexahedral edge elements. Perfectly Matched Layers (PMLs), which are implemented by using a complex coordinate transformation, have been used for mesh truncation in the software. Sparse storage and relevant efficient matrix ordering are used for the representation of the system of equations. Both direct and indirect sparse matrix solution methods are implemented and used. Performance of quadratic hexahedral edge elements is deeply investigated over the radar cross-sections of several curved or flat objects with or without patches. Instead of the defacto standard of 0.1 wavelength linear element size, 0.3-0.4 wavelength quadratic element size was observed to be a new potential criterion for electromagnetic scattering and radiation problems.
Benzer Tezler
- Modeling and simulation of electromagnetic problems via the transmission line matrix method
İletim hattı matrisi yardımı ile elektromanyetik problemlerin modellenmesi ve simülasyonu
MEHMET ORHAN ÖZYALÇIN
Doktora
İngilizce
2002
Elektrik ve Elektronik Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiElektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. ERCAN TOPUZ
- EM diffraction modeling with numerical methods
Nümerik metotlarla elektromanyetik kırınım modelleme
MEHMET ALPER USLU
Doktora
İngilizce
2016
Elektrik ve Elektronik MühendisliğiDoğuş ÜniversitesiElektronik ve Haberleşme Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. ERCAN TOPUZ
- Finite element modeling of electromagnetic radiation/scattering problems by domain decomposition
Elektromanyetik ışınım/saçılım problemlerinin bölge ayrışımlı sonlu elemanlar yöntemiyle modellenmesi
ÖZLEM ÖZGÜN
Doktora
İngilizce
2007
Elektrik ve Elektronik MühendisliğiOrta Doğu Teknik ÜniversitesiElektrik ve Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. MUSTAFA KUZUOĞLU
- Pürüzlü dünya yüzeyi altında gömülü bir cisimden elektromanyetik dalga saçılımının nümerik modellenmesi
Numerical modeling of electromagnetic wave scattering from an object buried under rough earth surface
BERK BURAL
Yüksek Lisans
Türkçe
2021
Elektrik ve Elektronik MühendisliğiHacettepe ÜniversitesiElektrik-Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. ÖZLEM ÖZGÜN
- Two dimensional modeling of electromagnetic radiation and scattering by spectral element method
Spektral element methoduyla iki boyutlu elektromanyetik radyasyon ve saçılma modellenmesi
IBRAHIM MAHARIQ
Doktora
İngilizce
2014
Elektrik ve Elektronik MühendisliğiOrta Doğu Teknik ÜniversitesiMühendislik Bilimleri Ana Bilim Dalı
Prof. Dr. IŞIK HAKAN TARMAN
PROF. DR. MUSTAFA KUZUOĞLU