Modelling of periodic perfectly conducting rough surfaces in terms of higher order impedances
Periyodik mükemmel iletken engebeli yüzeylerin yüksek mertebeden empedanslar ile modellenmesi
- Tez No: 251659
- Danışmanlar: PROF. DR. İBRAHİM AKDUMAN
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Elektrik ve Elektronik Mühendisliği, Electrical and Electronics Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2008
- Dil: İngilizce
- Üniversite: İstanbul Teknik Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Elektronik ve Haberleşme Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Telekomünikasyon Mühendisliği Bilim Dalı
- Sayfa Sayısı: 36
Özet
Bu çalışmada, mükemmel iletken periyodik engebeli yüzeylerin,yüksek mertebeden periyodik empedans sınır koşuluna sahipdüzlemsel bir yüzey ile eşdeğer olarak modellenmesini sağlayan birmetod sunulmaktadır. Önerilen metod, periyodik engebeli yüzeyinyüksek mertebeden periyodik empedans koşuluna sahip düzlemsel biryüzey ile gösterilimine dayanmaktadır. Sadelik amacıyla, analiztek boyutlu yüzeyler için gerçekleştirilmektedir. Yüksekmertebeden periyodik empedans sınır koşulunda bulunan homojenolmayan yüzey empedansları ile mükemmel iletken periyodik yüzeyindeğişimi arasındaki açık ilişki, toplam elektrik alanın Taylorserisi açılımı ile elde edilirler. Yüzey empedansları ileperiyodik yüzeyin değişimi arasındaki direkt ilişki, empedanslarında periyodik olmasını sağlamaktadır. Yüzey empedansları aydınlatmaaçısından bağımsızdırlar ve mükemmel iletken periodik engebeliyüzeyler için evrensel bir eşdeğer sınır koşuluoluşturmaktadırlar. Dolayısıyla, mükemmel iletken engebeliyüzeyleri yukarıda anlatıldığı gibi homojen olmayan empedans sınırkoşuluna sahip bir düzlemsel yüzey ile modelleyerek, söz konususaçılma problemi için daha basit bir formülasyon elde etmekmümkündür. Öte yandan, göz önünde bulundurulmalıdır ki; buradaönerile metod ile, orjinal yüzeyden saçılan alanı sadece yüzeyinmaksimum noktasına teğet olan farazi bir düzlemin üzerinde kalanbölgede hesaplamak mümkündür.Elde edilen, yüksek mertebeden sınır koşuluna sahip düzlemselyüzeyle ilişkili eşdeğer saçılma problemi; problemi, lineer birdenklem sisteminin çözümüne indirgeyen Floquet teoremi ileçözülmüştür. Önerilen metodun sayısal sonuçları, Sonlu FarklarZaman Domeni(FDTD) Metodu ile elde edilen referans sonuçlar ilekarşılaştırılmaktadırlar. Sayısal simülasyonlar göstermektedir ki,önerilen metod ile tatmin edici sonuçlar alınmaktadır ve metodhesaplama süresi açısından etkindir. Uygulamalardan görüldüğüüzere, referans yöntem ve önerilen yöntemin sonuçları arasındakiortalama kare hata (MSE), %1 'in altında kalmaktadır.
Özet (Çeviri)
In this study, a method is presented for the equivalentrepresentation of a perfectly conducting (PEC) periodic roughsurface in terms of planar boundary with higher order periodicimpedance boundary condition (HPIBC). In the proposed approach,the periodic rough surface is replaced by a flat one having higherorder periodic impedance boundary condition (HPIBC). For the sakeof simplicity the analysis is carried out for one-dimensional(1-D) surfaces. The explicit relations between the inhomogeneoussurface impedances appearing in HPIBC and the surface variation ofthe periodic PEC surface are derived through the Taylor expansionof the total field. This direct relation between the surfaceimpedances and the variation of the periodic surface also causesthe impedances to be periodic. The surface impedances areindependent of the incidence angle, and yield to an universalequivalent boundary condition for perfectly conducting periodicrough surfaces. Therefore, by representing the perfectlyconducting(PEC) rough surface in terms of a plane onecharacterized by the above mentioned inhomogeneous impedanceboundary condition, one can achieve a simpler formulation of thecorresponding scattering problem. On the other hand, it has to beremarked that the method allows to computing the field scatteredby the original surface only in the region exterior to thefictitious plane.The resulting scattering problem related to a planar surface withHPIBC is solved by using the Floquet mode expansion, which reducesthe problem to the solution of a linear system of equations. Theresults of the proposed method are compared with those of FiniteDifference Time Domain (FDTD) Method for a number of differentsurfaces. Numerical simulations show that the method yieldsaccurate results and it is computationally effective. From thenumerical implementations it is observed that the MSE errorbetween two methods is always less than 1%.
Benzer Tezler
- Hibrit üç yönlü periyodik minimal yüzeyli üç boyutlu grafen yapıların mekaniği ve tasarımı
The mechanics and design of hybrid triply periodic minimal surfaces of three dimensional graphene
OSMAN FURKAN YILMAZ
Yüksek Lisans
Türkçe
2022
Makine Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. MESUT KIRCA
- Havacılık jeopolitiği, potansiyel bölgenin tespiti ve tespit edilen bölgedeki bir uçak bakım merkezinin ekonomik modellemesinin yapılması
Identification of potential investment region by the aviation geopolitics and economical modelling of maintenance repair and overhaul facility at this region
AHMET UMUR ÇAKMAK
Yüksek Lisans
Türkçe
2016
Uçak Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiUçak ve Uzay Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. İBRAHİM ÖZKOL
- Dönmeyen karadelikler etrafındaki disklerin ekvator düzleminde modellenmesi
Numerical modelling of thin accretion disks around the black hole on the equitorial plane
SERDAR GÜLADA
Yüksek Lisans
Türkçe
2009
Astronomi ve Uzay BilimleriNiğde ÜniversitesiFizik Ana Bilim Dalı
YRD. DOÇ. DR. ORHAN DÖNMEZ
- Boru hatlarında akışın yarattığı titreşimler
Flow-induced vibrations in pipelines
SUAT CANBAZOĞLU
Doktora
Türkçe
1989
Makine Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiMakine Ana Bilim Dalı
DOÇ.DR. HALUK KARADOĞAN
- Controlled surface structuring with nonlinear laser lithography
Doğrusal olmayan lazer litografisi ile kontrollü yüzey işlemesi
ÖZGÜN YAVUZ
Yüksek Lisans
İngilizce
2018
Elektrik ve Elektronik Mühendisliğiİhsan Doğramacı Bilkent ÜniversitesiElektrik-Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. FATİH ÖMER İLDAY