Buradasınız

Anasayfa » Content

FDFD(4) YÖNTEMİ İLE RASTGELE ŞEKİLLİ CİSİMLERDEN ELEKTROMANYETİK SAÇILMA DEĞERLERİNİN HESAPLANMASI

ELECTROMAGNETIC SCATTERING COMPUTATION FROM ARBITRAY OBJECTS USING FDFD(4) METHOD

Journal Name:

  • Gazi Üniversitesi Mühendislik-Mimarlık Fakültesi Dergisi

Publication Year:

  • 2013

Key Words:

Keywords (Original Language):

Author NameUniversity of Author
Abstract (2. Language): 
In nowadays, it is still a challenge to solve electrically large problems using numerical methods, although the computing power is increasing continuously. Finite difference techniques have been widely used to solve many electromagnetic problems. These methods utilize the Yee cell to discretize the computational domain. The standard Yee scheme used in Finite Difference Frequency Domain (FDFD) method is only second-order accurate. In this study, fourth-and sixth-order accurate FDFD schemes are proposed. One of the most important aspects of FDFD methods is flexibility. Each cell can have a permittivity, permeability and other material parameters independent of others. Therefore it is easy to apply to non-uniform media. The fundamental performances of the proposed methods such as accuracy and memory requirement are presented and compared to the multiresolution frequency domain (MRFD), standard FDFD schemes and analytical solutions through several numerical examples. FDFD(4) method provides 63% and 92% efficiency compared to MRFD and FDFD(2) respectively. The matrix fill ratio for circular and square cylinder samples are achieved as 0.0094% and 0.0132% correspondingly.
Bookmark/Search this post with
Abstract (Original Language): 
Günümüzde nümerik problemler için hesaplama gücü düzenli olarak artsa da, elektriksel olarak büyük problemlerin bu yöntemleri kullanarak çözülmesi hala popüler bir araştırma konusu olarak çalışılmaktadır. Sonlu fark teknikleri bir çok elektromanyetik problemlerin çözümünde kullanılmıştır. Bu yöntemler hesaplama alanını ayrıklaştırmak için Yee hücresini kullanır. Sonlu farklar frekans uzayı (Finite Difference Frequency Domain, FDFD) yönteminde kullanılan standart Yee yöntemi sadece ikinci dereceden doğruluğa sahiptir. Bu çalışmada, dördüncü dereceden (FDFD(4)) ve altıncı dereceden (FDFD(6)) doğruluğa sahip FDFD yöntemleri sunulmuştur. Bu yöntemlerde her bir hücre diğerlerinden bağımsız elektriksel dielektrik sabitesine, geçirgenlik değerine ve malzeme özelliklerine sahiptir. Böylece homojen olmayan ortam ve malzemeler için kolayca uygulanabilir esnekliğe ulaşılmıştır. Sunulan yöntemin temel performans kriterleri doğruluk ve hafıza ihtiyacı olarak belirlenerek bu kriterler çoklu çözünürlük frekans uzayı (Multi-resolution frequency domain, MRFD), standart FDFD yöntemleri, analitik çözümler ve nümerik örneklerle karşılaştırmalı olarak verilmiştir. FDFD(4) yöntemi MRFD ve FDFD(2) yöntemlerine göre sırasıyla %63 ve %92 oranında bellek ve işlem süresi kazancı sağlamıştır. Ayrıca dairesel dielektrik silindir için %0,0094, kare dielektrik silindir için de %0,0132 matris doldurma oranı elde edilmiştir.
FULL TEXT (PDF): 
PDF icon arastirmax-fdfd4-yontemi-ile-rastgele-sekilli-cisimlerden-elektromanyetik-sacilma-degerlerinin-hesaplanmasi.pdf
  • 2
223
229
  • Turkish

REFERENCES

References: 

1. Kai L. ve Wei H, “Analysis Of Patch Arrays
Based On FDFD Method”, Microwave
Conference Proceedings,APMC’97., Asia-
Pacific, Cilt 1, 265-268, 1997.
2. Klingbeil H., Beilenhoff K. ve Hartnagel H. L.,
“FDFD Full-Wave Analysis and Modeling of
Dielectric and Metallic Losses of CPW Short
Circuits”, IEEE Transactions on Microwave
Theory and Techniques, Cilt 44, No 3, 485-487,
1996.
3. Kuzu L., DemirV., Elsherbeni A. Z., ve Arvas E.,
"Electromagnetic Scattering From Chiral Media
Using The Finite Difference Frequency Domain
Technique," Mississippi Academy of Sciences
Annual Meeting, Vicksburg, MS, 2006.
4. Kuzu L., Demir V., Elsherbeni A. Z., ve Arvas
E., “Electromagnetic Scattering From Arbitrarily
Shaped Chiral Objects Using The Finite
Difference Frequency Domain Method,”
Progress in Electromagnetics Research, Cilt 67,
1-24, 2007.
5. Alkan E., Demir V., Elsherbeni A. Z., ve Arvas
E., "Dual-Grid Finite-Difference Frequency-
Domain Method for Modeling Chiral Medium,"
IEEE Transactions on Antennas and
Propagation, Cilt 58, No 3, 1-7, 2010.
6. Gökten M., Elsherbeni A. Z., ve Arvas E., "The
Multiresolution Frequency Domain Method For
General Guided Wave Structures," Progress in
Electromagnetics Research, Cilt 69, 55-66,
2007.
7. Gökten M., Elsherbeni A. Z., ve Arvas E.,
"Electromagnetic Scattering Analysis Using The
Two-Dimensional MRFD Formulation,"
Progress In Electromagnetics Research,Cilt 79,
387-399, 2008.
8. Topaloğlu I. ve Gürdal O., "A Second Order
Sensitivity Analysis Based Numerical Approach
Developed for Dimension Optimization, in
Electric Machine Design by Electromagnetic
Design Software", Journal of the Faculty of
0 60 120 180
-30
-20
-10
0
10
φ (degrees)
σ/λ [dB]
FDFD(2)
FDFD(4)
FDFD(6)
MRFD
FDFD(4) Yöntemi İle Rastgele Şekilli Cisimlerden Elektromanyetik… L. Kuzu ve ark.
Gazi Üniv. Müh. Mim. Fak. Der. Cilt 28, No 2, 2013 229
Engineering and Architecture of Gazi
University, Cilt 25, No 2, 363 - 369, 2010.
9. Yağlı A.F., Gökten M., Imeci S. T., ve Kuzu L.,
“Scattering from Gyrotropic Bodies Using FDFD
Method,” International Journal of RF and
Microwave Computer-Aided Engineering, Cilt
21, 77-84, 2011.
10. Mao J., Jiang L. ve Luo S., “A Novel Space-
Stepping Finite-Difference Frequency-Domain
Method for Full Wave Electromagnetic Field
Modeling of Passive Microwave Devices,”
Applied Computational Electromagnetics
Society (ACES) Journal, Cilt 24, No 3, 259-
267, 2009.
11. Kunz K. ve Luebbers R., The Finite Difference
Time Domain Method for Electromagnetics,
CRC Press LLC, Boca Raton.
12. Berenger J., “A Perfectly Matched Layer for the
Absorption of Electromagnetic Waves,” Journal
of Computational Physics, Cilt 114, 185-200,
1994.
13. Yee K. S., “Numerical Solution of Initial
Boundary Value Problems Involving Maxwell´s
Equations In Isotropic Media,” IEEE
Transactionson Antennas and Propagation,
Cilt AP-14, 302-307, 1966.
14. Kuzu L., Electromagnetic Scattering from
Chiral Materials Using the FDFD Method,
Ph.D. Dissertation, Department of Electrical
Engineering, Syracuse University, Syracuse, NY,
2006.
15. Krumpholz M. ve Katehi L. P. B., “MRTD: New
Time-Domain Schemes Based on Multiresolution
Analysis,” IEEE Transactions on Microwave
Theory and Techniques, Cilt 44, No 4, 555-571,
1996.
16. Bassiri S., Pappas C. H., ve Engheta N.,
“Electromagnetic Wave Propagation Through a
Dielectric-Chiral Interface and Through a Chiral
Slab,”Journal of Optical Society of America A,
Cilt 5, No 9, 1450–1459, 1988.

Thank you for copying data from http://www.arastirmax.com