ELECTROMAGNETIC SCATTERING COMPUTATION FROM ARBITRAY
OBJECTS USING FDFD(4) METHOD
Journal Name:
- Gazi Üniversitesi Mühendislik-Mimarlık Fakültesi Dergisi
Keywords (Original Language):
Author Name | University 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):
- 2