Adaptacyjne metody konstrukcji siatki różnicowej przy wyznaczaniu pola elektromagnetycznego w układach rozległych

• Autorzy: Butryło B. , Choroszucho A.

Identyfikatory

DOI

10.15199/48.2016.02.51

Warianty tytułu

EN

The adaptive methods of construction of the differential grid in calculating the electromagnetic field in large scale models

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

Celem publikacji jest przedstawienie wybranych elementów opracowanego algorytmu metody różnic skończonych w dziedzinie częstotliwości (FDFD). Zaletą algorytmu jest możliwość dopasowania siatki różnicowej do analizowanego modelu. W publikacji zaprezentowano rozwiązanie z wykorzystaniem siatki adaptacyjnej z wprowadzeniem do algorytmu wirtualnego węzła. Porównano wyniki dla siatki gęstej (typowej w metodach: FDTD i FDFD) oraz dwóch wariantów siatek adaptowanych. Odpowiedni dobór siatki pozwala na znaczne zmniejszenie liczby stopni swobody przy jednoczesnym zachowaniu poprawności wyników. Opracowana metoda FDFD umożliwia analizę układów większej skali. Przedmiotem analizy zaproponowanych wariantów siatek różnicowych był obszar zawierający przykładową konstrukcję budowlaną. Jako przykład rozpatrzono efekty propagacji fali wokół słupa budynku o częstotliwości 2,4 GHz, generowanej przez system komunikacji bezprzewodowej.

EN

The aim of this article is the presentation of selected elements developed algorithm the finite difference frequency domain method (FDFD). The advantage of the described algorithm is the ability to match the mesh differential to the analyzed model. The paper presents a solution using an adaptive grid, and also allows to creation of a virtual node. They were compared to the results for dense mesh (typical in using methods: FDTD and FDFD) and two variants adaptive grids. Proper selection grid will considerably reduce the number of degrees of freedom while maintaining the accuracy of the results. The developed FDFD method allows to the analysis of larger-scale models. The analysis of the proposed options differential grids was an example of an area containing the building structure. As an example, was examined the effects of wave propagation around a column building with a frequency at 2.4 GHz, generated by wireless communication system.

Słowa kluczowe

PL

propagacja fal elektromagnetycznych; metoda różnic skończonych w dziedzinie czasu; komunikacja bezprzewodowa; materiał budowlany

EN

electromagnetic waves propagation; finite difference frequency domain method; wireless communication; building material

• Wydawca: Wydawnictwo SIGMA-NOT
• Czasopismo: Przegląd Elektrotechniczny
• Rocznik: 2016
• Tom: R. 92, nr 2
• Strony: 197--201
• Opis fizyczny: Bibliogr. 8 poz., rys., wykr.

Twórcy

autor

Butryło B.

• Politechnika Białostocka, Wydział Elektryczny, Katedra Elektrotechniki Teoretycznej i Metrologii, ul. Wiejska 45D, 15-351 Białystok

autor

Choroszucho A.

• Politechnika Białostocka, Wydział Elektryczny, Katedra Elektrotechniki Teoretycznej i Metrologii, ul. Wiejska 45D, 15-351 Białystok

Bibliografia

• [1] Taflove A., Hagness S.C., Computational electrodynamics, The Finite–Difference Time–Domain Method. Boston, Artech House, (2005)
• [2] Choroszucho A., Butryło B., The numerical analysis of the influence conductivity of clinker bricks and the size of their hollows on the distribution of the electromagnetic field, Przegląd Elektrotechniczny, 88 (2012), nr 11a, 351-354
• [3] Luebers R.J., Kunz K.S., The finite difference time domain method for electromagnetics. CRS Press Inc., Boca Raton, (1993)
• [4] Butryło B., Równoległe obliczenia pola elektromagnetycznego w układach z materiałami dyspersyjnymi, monografia, Oficyna Wydawnicza Politechniki Białostockiej, (2012)
• [5] Piątek Z., Jabłoński P., Podstawy teorii pola elektromagnetycznego, WNT, Warszawa, (2010)
• [6] Champagne N.J. II, Berryman J.G., Buettner H.M., FDFD: A 3D finite-difference frequency-domain code for electromagnetic induction tomography, Journal of Computational Physics, Academic Press, vol. 170, no. 2, 830-848(19), (2001)
• [7] Oskooi A.F., Roundyb D., Ibanescua M., Bermelc P., Joannopoulosa J.D., Johnson S.G., MEEP: A flexible free-software package for electromagnetic simulations by the FDTD method, Computer Physics Communications, 181, 687-702, (2010)
• [8] Elsherbeni A.Z., Demir V., The Finite-Difference Time-Domain Method for Electromagnetics with MATLAB Simulations. SciTech Publishing, Inc, USA, (2009)

Uwagi

Opracowanie ze środków MNiSW w ramach umowy 812/P-DUN/2016 na działalność upowszechniającą naukę.