Preferencje help
Widoczny [Schowaj] Abstrakt
Liczba wyników

Znaleziono wyników: 19

Liczba wyników na stronie
first rewind previous Strona / 1 next fast forward last
Wyniki wyszukiwania
Wyszukiwano:
w słowach kluczowych:  finite difference time domain method
help Sortuj według:

help Ogranicz wyniki do:
first rewind previous Strona / 1 next fast forward last
PL
W artykule przedstawiono wpływ powszechnie stosowanych materiałów budowlanych na wartości natężenia pola. Analiza dotyczyła obszaru zawierającego ścianę jedno- lub dwuwarstwową wykonaną z: pełnej cegły, betonu, gazobetonu oraz dwóch rodzajów cegieł klinkierowych (z drążeniami). W badaniach uwzględniono grubość ściany, konduktywność materiałów oraz złożoność cegieł klinkierowych. Głównie analizowano wpływ zmiany parametru elektrycznego materiału ceramicznego, tj. konduktywności, na wartości pola elektrycznego. Do analizy zastosowano metodę różnic skończonych z bezpośrednim całkowaniem równań Maxwella w dziedzinie czasu (FDTD). Celem badań było lepsze zrozumienie zachodzących zjawisk polowych wewnątrz jednorodnych i złożonych materiałów budowlanych. Wyniki analizy mogą stanowić źródło wiedzy przy ocenie problemów związanych z zanikami sygnału i pozwolą na lepsze planowanie lokalizacji nadajników sieci bezprzewodowych stosowanych m.in. w sieciach komórkowych, Wi-Fi, WiMAX.
EN
The article presents the influence of commonly used building materials on field intensity values. The analysis concerned an area containing a single or double-layer wall made of: full brick, concrete, aerated concrete and two types of clinker bricks (with hollows). The research included wall thickness, material conductivity and complexity of clinker bricks. The impact of changing the electrical parameter of the ceramic material, i.e. conductivity, on the electric field values was mainly analysed. The Finite Difference Time Domain Method with direct integration of Maxwell’s equations in time domain (FDTD) was used for the analysis. The aim of the research was to better understand the occurring field phenomena inside homogeneous and complex building materials. The results of the analysis can be a source of knowledge when assessing problems related to signal loss and allow for better planning of the location of wireless network transmitters used, among others in cellular networks, Wi-Fi, WiMAX.
EN
Modeling of the electromagnetic interaction with different homogeneous or inhomogeneous objects is a fundamental and important problem. It is relatively easy to solve Maxwell equations analytically when the scattering object is spherical or cylindrical, for example. However, when it loses these properties all that is left for us is to use approximation models, to acquire the solution we need. Modeling of complex, non-spherical, asymmetric particles is used to study cosmic, cometary dust, aerosols, atmospheric pollution etc. Few analytical, surface-based and volume-based methods of light scattering modeling, most commonly used by scientists, are reviewed here.
PL
Celem publikacji jest szczegółowa analiza zależności pomiędzy przyjętym rozmiarem komórki Yee stosowanym w metodach różnicowych (np. FDTD, FDFD) a wiarygodną wartością rozwiązania uzyskanego metodą numeryczną. Ważnym kryterium wskazanych metod jest stworzenie dyskretnego modelu siatkowego badanego modelu, złożonego z komórek elementarnych i obliczenie rozkładów pola przy założeniu liniowej aproksymacji zmian. Na przykładzie obszaru zawierającego ścianę wykonaną z nieidealnego dielektryka (beton zwykły) porównano wartości natężenia pola elektrycznego wyznaczone metodą różnic skończonych w dziedzinie czasu (FDTD) z wynikami otrzymanymi przy użyciu zależności analitycznych. W analizie uwzględniono także wpływ grubości ściany oraz zmienność parametrów elektrycznych opisujących beton (tj. konduktywność oraz przenikalność elektryczna). Analiza dotyczyła jednej z powszechnie stosowanych częstotliwości w lokalnych sieciach bezprzewodowych WiFi (f = 2,4 GHz). Otrzymane wyniki analizy pozwalają na obserwację wielkości błędu przy jednoczesnym zwiększaniu siatki różnicowej. Dodatkowo przedstawiono wartości natężenia pola elektrycznego dla rozpatrywanych konstrukcji zawierających ścianę wykonaną z betonu przy zmiennych wartościach elektrycznych.
EN
The aim of this publication is a detailed analysis of the relationship between the adopted size Yee cell used in the differential methods (eg. FDTD, FDFD) and reliable value of solutions obtained by numerical method. An important criterion chosen method is to create a discrete mesh model of the analysed model composed of individual cells and calculation of the field distribution, assuming a linear approximation of changes. As example, the area comprising a wall made of non-ideal dielectric (concrete) compared to the intensity of the electric field as determined by the finitedifference time-domain method (FDTD) with results obtained using according to analytical method. Also was analyzed the impact of the wall thickness and the variability of electrical parameters describing concrete (conductivity and electrical permittivity). The presented analysis was connected with one of standard frequencies generated by a wireless communication system (f = 2.4 GHz). The obtained results of the analysis allow for observation error rate while increasing the mesh differential.
4
Content available remote Parallel FDTD simulation using Task Parallel Library (TPL)
EN
The finite-difference time-domain (FDTD) is a numerical analysis technique used for solving computational electrodynamic problems. The nature of the FDTD method is that simulation of big and complicated electromagnetic field problems requires a vast amount of computer operational memory and runtime. Parallel-processing techniques have been broadly applied to FDTD to accelerate the simulations. The parallelism of the FDTD algorithm is based on a fact that the computational domain can be divided into parts (sub-domains), and each processor in a parallel system deals with one or several sub-domains. The FDTD algorithm belongs to data parallelism model and can be effectively implemented on shared memory system architecture. The parallel FDTD method was implemented using TPL library. The Task Parallel Library (TPL) is a library for .NET that makes easy to parallelize the program using the advantages of .NET Framework. The speedup metrics of parallel FDTD algorithm were calculated and compared with Amdahl’s estimated speedup.
PL
Celem publikacji jest analiza wpływu kąta padania fali płaskiej na wartości natężenia pola elektrycznego. Przedmiotem analizy był odosobniony układ zawierający ścianę wykonaną z cegieł. Rozpatrzono trzy powszechnie stosowane rodzaje cegieł: pełną i dwa typy cegieł klinkierowych (z drążeniami). Dokonana analiza uwzględniała także różne wartości konduktywności materiału ceramicznego. Zaprezentowany został rozkład natężenia pola elektrycznego generowanego przez system komunikacji bezprzewodowej pracujący przy standardowej częstotliwości (f = 2,4 GHz). Zastosowano numeryczną metodę różnic skończonych w dziedzinie czasu (FDTD). Omówiono wpływ ilości drążeń na rozkład pola w obszarze za ścianą. Uzyskane wyniki mogą być przydatne przy szacowaniu wartości współczynnika tłumienia dla materiałów niejednorodnych.
EN
The aim of this article is the analysis of the influence of the incidence angle of the plane wave on the values of the electric field intensity. The object of the analysis was separated system contained the wall made of typical bricks. It was taken into account in common using three kinds of bricks: fully brick model and two types of clinker bricks (with hollowing). Also the different values of the conductivity of ceramic material were analysed. It was presented the electric field intensity generated by a wireless communication system operating at the standard frequency (f = 2.4 GHz). The finite-difference time-domain method (FDTD) was used. The influence of number of the hollowing inside the bricks on the maximum values of the electric field intensity was discussed. The obtained results allow for the estimation of the value of attenuation coefficient.
PL
Celem publikacji jest szczegółowa analiza wpływu średnicy zbrojenia, ilości rzędów oraz rozstawu pomiędzy prętami na wartości natężenia pola elektrycznego. Przedmiotem badań był model zawierający ścianę nośną wykonaną z betonu (absorbujący dielektryk) wraz ze zbrojeniem (przewodnik). Analizowano cztery, powszechnie stosowane w budownictwie układy zbrojenia. Dodatkowo dyskusji poddano wpływ parametrów elektrycznych (przenikalność elektryczna, konduktywność) na wartości natężenia pola obliczone dla niejednorodnych, złożonych struktur materiałowych. Zaprezentowany został rozkład pola generowanego przez system komunikacji bezprzewodowej (WiFi) pracujący przy częstotliwości f=2,4 GHz. W celu określenia błędu obliczeń, wyniki uzyskane dla jednorodnej struktury przy zastosowaniu numerycznej metody FDTD porównano z rozwiązaniem analitycznym.
EN
The aim of this article is the detailed analysis of the diameter of reinforcement, number of rows and spacing between bars on the values of the electric field intensity. The object of the analysis was a model containing the load-bearing wall made of concrete (absorbing dielectric) and reinforcement (conductor). It were analyzed four, typical systems of concrete reinforcement used in building engineering. Additional, the influence of electric parameters of concrete (electrical permittivity and conductivity) on values of the electric field intensity received for heterogeneous structures of material was discussed. The presented situation is one of the distribution of field generated by a wireless communication system (WiFi) operating by the frequencies f=2.4 GHz. Due to circumscribe the error of the calculate, results which were received for the homogeneous structure by application of the numerical method FDTD were compared with analytical solution.
EN
In this paper, a heterostructure photonic crystal multichannel drop filter based on ring resonators and microcavities is presented. This structure has been made in the form of a two-dimensional square lattice with two regions with refractive indexes of 3.464 and 3.86. The refractive indexes are so chosen as to allow the easy and practical fabrication of the device. The presented heterostructure photonic crystal multichannel drop filter consists of a waveguide, two ring resonators and a microcavity. This microcavity is placed at the end of the bus waveguide. The ring resonators have been installed in two regions with different refractive indexes. These ring resonators act as energy couplers, and at their resonance frequencies, they capture the electromagnetic energy which is transmitted in the bus waveguide. Filter characteristics have been obtained by using the finite difference time domain method. Finally, we will demonstrate that in the optimal structure, at ports B and D (vertical), drop efficiencies close to 90% and 67%, respectively, can be obtained within the third communication window, and at port C (horizontal), an efficiency of almost 80% can be achieved within the second communication window.
PL
W artykule przedstawiono wpływ powszechnie stosowanego materiału budowlanego na rozkład pola elektromagnetycznego. Analiza dotyczyła obszaru zawierającego ścianę jedno- lub dwuwarstwową, wykonaną z dwóch rodzajów cegieł klinkierowych. Uwzględniono zmienność rozmiaru drążeń oraz ilość otworów wewnątrz cegieł. Analizowano wpływ zmiany parametru elektrycznego materiału ceramicznego, tj. konduktywności, na rozkład pola elektrycznego. Analiza otrzymanych wyników oraz zachodzących zjawisk umożliwi lepsze planowanie lokalizacji nadajników sieci bezprzewodowej stosowanych m.in. w sieciach komórkowych, Wi-Fi, WiMAX. Do analizy zastosowano metodę różnic skończonych z bezpośrednim całkowaniem równań Maxwella w dziedzinie czasu (FDTD). Celem badań jest lepsze zrozumienie zachodzących zjawisk polowych wewnątrz złożonych materiałów budowlanych, co może stanowić źródło wiedzy przy ocenie problemów związanych z zanikami sygnału i wpłynąć na polepszenie jakości przesyłanych danych.
EN
The paper presents the influence of typical building material on distribution of the electromagnetic field. The analysis was connected with the area containing the wall (single or double-layers) made of two kind of clinker bricks. Also the variability of size of drilling and the number of holes inside the brick were taken into account. Also the influence of change conductivity on values of electric field was analysed Some phenomena connected with propagation of a high frequency electromagnetic wave cross over the complex, non-ideal material structures (e.g. clinker bricks or reinforced concrete) are discussed. In this paper the finite-difference time-domain method (FDTD) was used. Analysed area was modelled according to requirement the typical building technologies. Analysis of the obtained results will make it possible to solve the problem connected with fading.
EN
To investigate optical properties of Si photonic crystal waveguides, a mathematical model was set up. Finite difference time domain method was used to calculate the Maxwell’s equations numerically. For the evolution of the electromagnetic fields in the photonic crystals, simulations were done for a small lattices using Yee lattice approach. The properties of a waveguide and a power divider were investigated for 3λx 3λ photonic crystal formed from Si circular rods in air for telecommunication wavelength 1.55 μm. The model developed was satisfactory in predicting the behaviour of light in linear photonic crystals.
PL
W pracy przedstawiono badania doświadczalne metodą georadarową oraz analizę numeryczną propagacji pola elektromagnetycznego. Przedmiotem badań eksperymentalnych była konstrukcja podłogi. Pomiary wykonano za pomocą georadaru o częstotliwości emitowanej fali równej 2 GHz. W artykule opisano także sposób numerycznego modelowania elektromagnetycznego pola falowego za pomocą metody różnic skończonych w dziedzinie czasu. Przedstawiono wyniki propagacji fali elektromagnetycznej w próbce żelbetowej dla przypadku jednowymiarowego.
EN
This paper presents experimental tests by using the GPR method and numerical analysis of electromagnetic field propagation. The object of the experimental research was a ground floor structure. An antenna of frequency of emitted waves equal to 2 GHz was used for measurements. The paper also describes the numerical modelling of electromagnetic field with the use of the finite difference time domain method. Results of propagation of electromagnetic waves in a one-dimensional reinforced concrete specimen were presented.
PL
Projektowanie i optymalizacja systemów radiokomunikacyjnych pracujących w bliskości ciała człowieka, w tym projektowanie anten (tzw. anten nasobnych), wymaga korzystania z komputerowych symulacji oraz pomiarów w kontrolowanym środowisku. Komercyjnie są dostępne antropomorficzne komputerowe modele wielotkankowe (heterogeniczne) ludzkiego ciała, takie jak „NMR Hershey”, wykorzystywane do obliczeń elektromagnetycznych, np. metodą różnic skończonych w dziedzinie czasu. Takie modele są jednak stosunkowo kosztowne, a ponadto nie mają bezpośredniego odpowiednika w formie fantomów umożliwiających wykonanie pomiarów, co powoduje, że wyniki symulacji są trudne do weryfikacji eksperymentalnej. W artykule przedstawiono uproszczony model komputerowy odwzorowujący właściwości elektromagnetyczne ludzkiego ciała w zakresie fal decymetrowych, przeznaczony do symulacji komputerowych oraz pomiarów anten nasobnych. W odróżnieniu od modeli heterogenicznych, opracowany model homogeniczny jest wprawdzie mniej dokładnym odwzorowaniem ludzkiego ciała, ale jest łatwy do wykonania w formie fizycznej oraz zamodelowania w programach komputerowych.
EN
Due to the complexity of both geometry and electromagnetic properties of the human body, design and optimization of radio communication systems which operate in its proximity is a process involving advanced computer simulation and measurement techniques. It is particularly challenging for wearable antenna design as antenna parameters (such as radiation patterns) are strongly modified by the presence of human body. Numerous heterogeneous anthropomorphic phantoms are commercially available (e.g. broadly used “NMR Hershey”) for various simulation methods and software. Nevertheless, those models are expensive and do not have direct physical representations for empirical verification. In the paper a simplified model of human body for simulation and measurements of wearable antennas is presented. It is less accurate than heterogeneous models but it may be easily created in any computer electromagnetic simulation software. It can be also easily implemented as a phantom for measurement purposes.
EN
The aim of this paper is an analysis of distribution of a high frequency electromagnetic field (f=2.4 GHz) behind the heterogeneous wall. The analysis is connected with some typical structures of the wall made of either: a solid brick or two types of hollow clay bricks. The influence of internal geometry and the relative homogeneous properties of the components on field distribution are presented and discussed. The relation between electric conductivity of the clay and structures of air holes are examined too. The presented results give some information about field distribution around materials which consist of some non-ideal, absorbing dielectrics.
PL
Celem publikacji jest analiza rozkładu pola elektromagnetycznego wielkiej częstotliwości w obszarze zawierającym ścianę wykonaną z niejednorodnego materiału. Analiza dotyczy powszechnie stosowanych ścian wykonanych z: cegieł pełnych oraz klinkierowych zawierających 18 lub 30 pionowych otworów. Zaprezentowano i omówiono wpływ wewnętrznej geometrii i objętościowej gęstości cegieł na rozkład pola. Zbadano również wpływ elektrycznej przewodności materiału cegieł. Prezentowane wyniki i dyskusja dotyczą rozkładu pola wokół materiału złożonego z nieidealnych, absorbujących dielektryków.
PL
Celem publikacji jest analiza rozkładu pola elektromagnetycznego wielkiej częstotliwości w obszarze zawierającym ścianę wykonaną z niejednorodnego materiału. Analiza dotyczy powszechnie murowanych struktur ścian wykonanych z: pełnych cegieł oraz klinkierowych zawierających 18 lub 30 pionowych otworów. Zaprezentowano i omówiono wpływ wewnętrznej geometrii i objętościowej gęstości cegieł na rozkład pola. Również zbadano relację pomiędzy elektryczną konduktywnością cegły a poprawnością wyników. Prezentowane rezultaty dostarczają dodatkowej informacji o rozkładzie pola wokół materiału złożonego z nieidealnych, absorbujących dielektryków. Zaprezentowana analiza również jest przydatna dla projektantów sieci bezprzewodowych.
EN
The aim of this paper is an analysis of distribution of a high frequency electromagnetic field (f=2,4 GHz) behind the heterogeneous wall. The analysis is connected with some typical structures of the wall made of either: a solid brick or two types of hollow clay facing bricks. The influence of internal geometry and the relative homogeneous properties of the components on field distribution is presented and discussed. The relation between electric conductivity of the clay and structures of air holes are examined too. The presented results give some information about field distribution around materials, which consist of some non-ideal, absorbing dielectrics. The delivered analysis is also useful for designers of wireless networks.
EN
The paper presents the influence of the location the transmitter (2.4 GHz) and the structure which is made of the column with the transmitter on distribution of the electromagnetic field inside the part of the building. The influence of physical properties of materials like concrete, plaster board and number of steel bars are examined. The finite-difference time-domain method (FDTD) is used. The geometry of the analysed area is modelled according to the typical building technologies. Detail analysis of the obtained results will make it possible to solve the problem connected with fading and also to radically improve the quality of data transmission.
PL
W publikacji przedstawiono wpływ lokalizacji nadajnika (2.4 GHz) i struktury, z której jest wykonany słup z nadajnikiem na rozkład pola elektromagnetycznego wewnątrz części budynku. Badany jest wpływ właściwości materiałowych, takich jak beton, tynk oraz ilości stalowych prętów. Zastosowano metodę różnic skończonych w dziedzinie czasu (FDTD). Geometrię analizowanego obszaru modelowano według typowych budowlanych technologii. Szczegółowa analiza otrzymanych rezultatów pozwoli na rozwiązanie problemów związanych z zanikami sygnału i jednocześnie polepszy jakość transmisji danych.
EN
The influence of the building walls made of reinforced concrete, commonly used in construction of buildings, on the electromagnetic field distribution is presented in the paper. The analysis is connected with the relationship of the diameter of steel bars, the kind (symmetric, asymmetric) and size of the reinforcing steel mesh and the attenuation coefficient. The finite-difference time-domain method (FDTD) is used. The wall influences are analysed at frequency 2.4 GHz, as used for the Wi-Fi. The obtained results have shown that walls with the asymmetric reinforcing steel meshes cause the increase the attenuation coefficient.
PL
W artykule przedstawiono wpływ zbrojonych betonowych ścian na rozkład pola elektromagnetycznego oraz współczynnik tłumienia. Stosowanie nowoczesnych systemów komunikacji bezprzewodowej wymaga uwzględnienia zastosowanych materiałów o różnych właściwościach i zawierających elementy metalowe, mogących pogarszać zakładaną jakość transmisji danych. Badania związane z tym zagadnieniem dotyczą różnych konfiguracji, średnicy i rozstawu prętów oraz grubości ściany, jak i zastosowanej częstotliwości. Natomiast analizowane w tym artykule przypadki dotyczą częstotliwości 2,4 GHz (Wi-Fi) oraz powszechnie budowanych ścian z zastosowaniem zbrojonego betonu i jego typów uwzględniając: średnicę zbrojenia (d=5, d=10 mm), ilości siatek zbrojeniowych wewnątrz betonowej ściany oraz rozstaw pomiędzy stalowymi prętami (L=10, L=20 cm) (rys. 2). Dokonano porównania wpływu symetrycznego i niesymetrycznego rozstawienia siatek zbrojeniowych wewnątrz nośnej ściany o grubości 24 cm (rys. 1). Do wyznaczenia rozkładu pola elektromagnetycznego w analizowanych układach wykorzystano metodę różnic skończonych w dziedzinie czasu (ang. Finite Difference Time Domain) [1]. Jest ona szczególnie przydatna przy obliczeniach pól elektromagnetycznych zmiennych w czasie, w zakresie wielkich częstotliwości oraz sygnałów szerokopasmowych. Otrzymane rezultaty dowodzą, iż każdy rodzaj zbrojenia wpływa negatywnie na jakość transmisji danych, a nawet może powodować zaniki sygnału. W wyniku propagacji fali EM przez ścianę złożoną z dwóch stalowych siatek ustawionych niesymetrycznie względem siebie następuje wyraźny wzrost tłumienia.
EN
We present and apply two complementary calculation methods used in phononic crystal studies: the finite difference time domain (FDTD) method and the plain wave method (PWM). The FDTD technique allows to simulate the time dependence of a wave packet of vibrational modes propagating through a composite and to determine the transmission coefficient. The PWM method is used for the determination of the phononic dispersion relation in systems with discrete translational symmetry. We use both methods for investigating the effect of periodic interface perturbations on the spectrum of longitudinal vibrational modes in 1D phononic crystals composed of semiconducting materials. The material parameters in the composites under consideration are modulated in the nanoscale.
17
EN
The paper presents the approach to the space decomposition classification used in the Finite Differences Time Domain method. Proposed classification system simplifies the way of the identification of particular cases of the space decomposition in the Cartesian coordinate system. The work also contains the speedups results achieved with the use of a cluster system, for different type of a three - dimensional space decomposition.
PL
W pracy zaproponowano szereg kryteriów pozwalających na automatyczne tworzenie modeli sygnałów czasowych, Możliwość utworzenia modelu sygnału w oparciu o krótki fragment przebiegu w dziedzinie czasu i uzyskanie na jego podstawie odpowiedzi układu w dziedzinie częstotliwości pozwoliło na znaczne przyspieszenie analizy obwodów mikrofalowych o dużej dobroci.
EN
The work introduces several techniques, which allow one to create high quality models of time domain signals produced by the finite-difference time-domain method. Guidelines for automated selection of key model parameters such as the length of training sequence for model building and the model order are given. The application of the criteria for extraction of time signature features based on the initial time sequences proposed in the work was illustrated on several microwave passive components.
19
EN
In the paper a balanced high power amplifier with class A silicon bipolar transistors for L-band T/R module is described. The amplifier was designed for maximum power and minimum transmitance distortions. The obtained parameters of the amplifier are as follow: output power at 1 dB compression P(1dB)>49 dBm, linear gain IS21I>10 dB, and transmitance deviations during the RF pulse: phase delta arg(S2)<0.9° and deltaP(out)<0.2 dB.
first rewind previous Strona / 1 next fast forward last
JavaScript jest wyłączony w Twojej przeglądarce internetowej. Włącz go, a następnie odśwież stronę, aby móc w pełni z niej korzystać.