Effiziente Simulation elektromagnetischer Felder durch Kantenkorrektur und spektralbasierte Interpolation
Christoph Claßen
Diese Publikation zitieren
Christoph Claßen, Effiziente Simulation elektromagnetischer Felder durch Kantenkorrektur und spektralbasierte Interpolation (2015), Logos Verlag, Berlin, ISBN: 9783832595258
45
Accesses
Accesses
Beschreibung / Abstract
Bei der Simulation elektromagnetischer Felder kommt es häufig zu Problemstellungen, die mit den üblichen numerischen Verfahren nicht effizient gelöst werden können. Dieses Buch befasst sich mit singulären Feldverläufen an Materialkanten sowie der Berechnung hochresonanter Strukturen.
Es werden Lösungen erarbeitet, die die Rechenzeit der Simulation deutlich reduzieren und gleichzeitig die Genauigkeit der Lösung erhöhen können. Hierbei werden die Formulierungen der Methode der finiten Integration (FIT) genutzt, um die Zusammenhänge und Erweiterungen anschaulich darzustellen. Alle Erweiterungen erfolgen im Pre- oder Postprocessing und sind so gut in bestehende Programme zu integrieren und leicht auf andere numerische Verfahren (z.B. finite Differenzen) übertragbar.
Es werden Lösungen erarbeitet, die die Rechenzeit der Simulation deutlich reduzieren und gleichzeitig die Genauigkeit der Lösung erhöhen können. Hierbei werden die Formulierungen der Methode der finiten Integration (FIT) genutzt, um die Zusammenhänge und Erweiterungen anschaulich darzustellen. Alle Erweiterungen erfolgen im Pre- oder Postprocessing und sind so gut in bestehende Programme zu integrieren und leicht auf andere numerische Verfahren (z.B. finite Differenzen) übertragbar.
Inhaltsverzeichnis
- BEGINN
- 1 Einleitung
- 1.1 Aufbau dieser Arbeit
- 2 Grundlagen
- 2.1 Maxwell-Gleichungen
- 2.2 Methode der finiten Integration (FIT)
- 2.3 Formulierungen der FIT
- 2.4 Ergebnisse der Zeitbereichsformulierung
- 2.5 Fehlerbetrachtungen
- 2.6 Genutzte Software
- 3 Berücksichtigung der lokalen Feldverläufe an geometrischen Materialübergängen
- 3.1 Analytische Betrachtung des Feldverlaufes an Materialkanten
- 3.2 Behandlung von Singularitäten an Materialkanten in der FIT
- 3.3 Konvergenzstudien anhand von Beispielen aus der Elektrostatik und von Eigenwertproblemen
- 3.4 Feldbasierte Materialmittelung in der FIT
- 3.5 Fazit
- 4 Spektralbasierte Interpolation (SBI)
- 4.1 Standard-Zeitbereichssimulation resonanter Strukturen
- 4.2 Die SBI-Methode
- 4.3 Erweiterungen der SBI-Methode
- 4.4 Fehlerdefinitionen der SBI
- 4.5 Abgrenzung zu anderen Methoden
- 4.6 Beispiele
- 4.7 Fazit
- 5 Simulation der elektromagnetischen Felder von flachen dielektrischen Scheiben
- 5.1 Einführung
- 5.2 Berechnungsmethoden für die WGMflacher dielektrischer Scheiben
- 5.3 Methodenvergleich im GHz-Bereich
- 5.4 Beispiele aus dem THz-Bereich
- 6 Zusammenfassung und Ausblick
- A Anhang