Alt-ızgaralamalı FDTD yöntemi ile elektromanyetik ekranlama etkinliğinin verimli hesaplanması
Efficient computation of electromagnetic shielding effectiveness usi̇ng the subgridding FDTD method
- Tez No: 972152
- Danışmanlar: PROF. DR. FATİH KABURCUK
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Elektrik ve Elektronik Mühendisliği, Electrical and Electronics Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2025
- Dil: Türkçe
- Üniversite: Sivas Cumhuriyet Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Elektrik ve Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Elektromanyetik Alanlar ve Mikrodalga Tekniği Bilim Dalı
- Sayfa Sayısı: Belirtilmemiş.
Özet
Bu tezde, açıklıklı metal muhafaza yapılarına ait elektromanyetik ekranlama etkinliği (EE), klasik sonlu farklar zaman alanı (FDTD) yönteminin gelişmiş bir versiyonu olan alt-ızgaralamalı FDTD yöntemi kullanılarak analiz edilmiştir. Elektromanyetik girişim (EMI) ve elektromanyetik uyumluluk (EMC) problemleri, modern elektronik sistemlerin güvenli ve kararlı çalışmasını tehdit eden başlıca unsurlardan biri hâline gelmiştir. Bu bağlamda, metalik muhafazalarda bulunan açıklıkların sebep olduğu elektromanyetik sızıntıların doğru şekilde modellenmesi, yüksek çözünürlükte ve güvenilir sayısal analiz yöntemlerini zorunlu kılmaktadır. FDTD yöntemi, zaman alanında çalışan ve Maxwell denklemlerinin ayrıklaştırılmasıyla elektromanyetik alan dağılımını hesaplayan güçlü bir nümerik tekniktir. Ancak klasik FDTD uygulamalarında tüm çözüm alanı aynı ızgara çözünürlüğüyle tanımlandığından, çözüm alanında bulunan açıklık gibi küçük geometrik detayların yer aldığı problemlerde yüksek çözünürlük ihtiyacı, hesaplama yükünü ve bellek gereksinimlerini önemli ölçüde artırmaktadır. Bu sorunu aşmak amacıyla geliştirilen FDTD yöntemine dayalı alt-ızgaralama yaklaşımı, yalnızca belirli bölgelerde daha küçük hücre yapıları kullanarak hem çözüm hassasiyetini artırmakta hem de toplam hesaplama süresi ve kaynak tüketimini azaltmaktadır. Hesaplama alanında tanımlanan küçük ve büyük hücre boyutlarına sahip bölgeler arasındaki elektrik ve manyetik alan geçişlerini ve etkileşimi sürekli ve kararlı hale getirmek için uygun interpolasyon teknikleri kullanılmıştır. Bu tez kapsamında, farklı boyutlarda açıklıklar bulunan metal muhafazaların EE analizleri hem klasik FDTD yöntemi ile hem de alt-ızgaralamalı FDTD yöntemi ile yapılmıştır. Yapılan analizlere göre, alt-ızgaralamalı FDTD yöntemi, metal muhafazaların üzerinde bulanan açıklık bölgelerinde sayısal çözüm doğruluğunu belirgin şekilde artırdığını, açıklık çevresindeki elektromanyetik alan davranışını daha ayrıntılı bir biçimde ortaya koyduğunu ve hesaplama verimliliği açısından klasik FDTD yöntemine kıyasla özellikle hesaplama süresi bakımından üstün performans sergilediğini göstermektedir. Bu yönüyle önerilen çalışma, EMI'ye karşı dayanıklı sistemlerin modellenmesinde alt-ızgaralamalı FDTD yönteminin etkinliğini açık biçimde ortaya koymakta; gelecekteki elektromanyetik EE analizleri için sağlam bir metodolojik temel sunmaktadır.
Özet (Çeviri)
In this thesis, the electromagnetic shielding effectiveness (SE) of slotted metal enclosures is analyzed using the Subgridding Finite-Difference Time-Domain (FDTD) method, which is an advanced version of the classical FDTD technique. Electromagnetic interference (EMI) and electromagnetic compatibility (EMC) problems have become major threats to the safe and stable operation of modern electronic systems. Therefore, accurately modeling electromagnetic leakage caused by openings in metallic enclosures necessitates the use of high-resolution and reliable numerical analysis methods. The FDTD method is a powerful numerical technique that operates in the time domain and calculates the electromagnetic field distribution by discretizing Maxwell's equations. However, in classical FDTD applications, the entire computational domain is defined with a uniform grid resolution. This leads to significant increases in computational load and memory requirements, particularly in problems involving small geometric features such as apertures. To overcome this limitation, the Subgridding FDTD approach, based on the original method, improves solution accuracy and reduces total computation time and resource consumption by using smaller cells only in selected regions. Appropriate interpolation techniques were used to make the electric and magnetic field transitions and interactions between regions with small and large cell sizes defined in the computational domain continuous and stable. In this thesis, SE of metal enclosures with apertures of various sizes is analyzed using both the classical FDTD and the Subgridding FDTD methods. The analyses show that the Subgridding FDTD method significantly improves numerical solution accuracy in regions containing apertures, provides a more detailed representation of the electromagnetic field behavior around these regions, and delivers superior performance in terms of computational efficiency—especially in computation time—compared to the classical method. In this regard, the proposed study clearly demonstrates the effectiveness of the Subgridding FDTD method in modeling systems resilient to EMI, and offers a solid methodological foundation for future electromagnetic SE analyses.
Benzer Tezler
- Landsat uydusu aracılığı ile elde edilen görüntülerin sınıflandırılmaları ve bunlara ilişkin bilgisayar programlarının hazırlanması
Başlık çevirisi yok
G. FERZAN KÜÇÜKA
Yüksek Lisans
Türkçe
1985
Ege ÜniversitesiBilgisayar Bilimleri ve Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Yükleniyor...
- Ege bölgesi keçi liflerinin bazı önemli fiziksel, kimyasal özellikleri ve değerlendirme imkanları
Başlık çevirisi yok
NİLÜFER ERDEM
- Pulmoner hipertansiyon etyopatogenezinde prostasiklin ve lökotrien C4'ün rolü
Possible role of leukotrien C4 and prostacyclin in the development of pulmonary hypertension
ÜLKÜ AYBERK