- MSc thesis
- Μεταπτυχιακές Σπουδές στα Μαθηματικά (ΜΣΜ)
- 14 Μαίου 2023
- Ελληνικά
- 77
- ΤΣΙΤΣΑΣ, ΝΙΚΟΛΑΟΣ
- ΤΣΙΤΣΑΣ, ΝΙΚΟΛΑΟΣ | ΣΕΒΡΟΓΛΟΥ, ΒΑΣΙΛΕΙΟΣ | ΠΑΠΑΔΟΠΟΥΛΟΣ, ΒΑΣΙΛΕΙΟΣ
- Ηλεκτρομαγνητική σκέδαση | Μέθοδος Βοηθητικών Πηγών | Μέθοδος Πεπερασμένων Στοιχείων | Πολυστρωματικός Σκεδαστής | Υπολογιστικός Ηλεκτρομαγνητισμός
- ΜΣΜ86
- 2
- 3
- 33
- Περιλαμβάνονται Σχήματα, Πίνακες, Ψευδοαλγόριθμοι
-
-
Βασικό αντικείμενο της διπλωματικής εργασίας είναι η εισαγωγή στη Μέθοδο Βοηθητικών Πηγών (ΜΒΠ) και η εφαρμογή της σε προβλήματα ηλεκτρομαγνητικής διέγερσης πολυστρωματικών σκεδαστών.
Στο πρώτο κεφάλαιο γίνεται μια στοιχειώδης εισαγωγή στον υπολογιστικό ηλεκτρομαγνητισμό και στο πρόβλημα ηλεκτρομαγνητικής σκέδασης. Παρουσιάζονται συνοπτικά οι πιο διαδεδομένες αριθμητικές μέθοδοι επίλυσης, καταγράφοντας τα πλεονεκτήματα και μειονεκτήματα τους.
Στο δεύτερο κεφάλαιο παρουσιάζεται το θεωρητικό υπόβαθρο της ΜΒΠ και η γενική εφαρμογή της σε προβλήματα ηλεκτρομαγνητικής σκέδασης. Αναλύονται οι παράμετροι που επηρεάζουν την ακρίβεια της, ενώ παρουσιάζονται τα προτερήματα και οι αδυναμίες της μεθόδου. Τέλος, γίνεται σχολιασμός σχετικά με συγκεκριμένες αριθμητικές επιπλοκές που μπορεί να εμφανιστούν λόγω προβληματικού συνδυασμού τιμών των παραμέτρων.
Στο τρίτο κεφάλαιο περιγράφεται το πρόβλημα σκέδασης σε ένα μονοστρωματικό διηλεκτρικό σκεδαστή κυκλικής διατομής με εν γένει μη τέλειο διηλεκτρικό μέσο. Εφαρμόζεται η ΜΒΠ και τα αποτελέσματά της συγκρίνονται με τη Μέθοδο Πεπερασμένων Στοιχείων (ΜΠΣ). Δίνεται έμφαση στην υλοποίηση της ΜΒΠ στο προγραμματιστικό περιβάλλον του MATLAB®, χρησιμοποιώντας συγκεκριμένες αριθμητικές τεχνικές που αυξάνουν την απόδοση και ακρίβεια του αλγορίθμου. Ακολουθεί μια λεπτομερής ανάλυση ευαισθησίας των παραμέτρων της ΜΒΠ, εξάγοντας χρήσιμα συμπεράσματα ως προς την ακρίβεια και την αριθμητική ευστάθεια της μεθόδου.
Στο τέταρτο κεφάλαιο παρουσιάζεται το πρόβλημα της σκέδασης σε ένα διστρωματικό μη τέλειο διηλεκτρικό σκεδαστή κυκλικής διατομής. Εφαρμόζεται η ΜΒΠ και τα αποτελέσματα συγκρίνονται και επαληθεύονται με τη ΜΠΣ υπολογίζοντας το σχετικό σφάλμα. Καταγράφονται οι χρόνοι εκτέλεσης και παρουσιάζεται η αντίστοιχη ανάλυση ευαισθησίας των παραμέτρων της ΜΒΠ, καταλήγοντας στα μεγέθη που επηρεάζουν αισθητά την ακρίβεια της μεθόδου.
Στο πέμπτο κεφάλαιο παρατίθενται κάποια συμπεράσματα και σχόλια σχετικά με τη γενικότερη εφαρμογή της ΜΒΠ σε προβλήματα ηλεκτρομαγνητικής διέγερσης πολυστρωματικών σκεδαστών. -
The main subject of this master thesis is the presentation of a complete introduction to the Method of Auxiliary Sources (MAS) and its application to problems of electromagnetic excitation of multilayered scatterers.
In the first chapter, a brief introduction to computational electromagnetics and problem of electromagnetic scattering is given. The most common numerical solution methods are shortly presented, noting their advantages and disadvantages.
The second chapter presents the theoretical background of MAS and its general application to electromagnetic scattering problems. The parameters that affect its accuracy are analyzed, while the advantages and disadvantages of the method are presented. Finally, a review is made on specific numerical complications that may arise due to a problematic selection of its parameter values.
The third chapter describes the scattering problem in a single-layer dielectric scatterer of circular cross-section composed of a generally imperfect dielectric medium. The MAS is applied and its results are compared with the corresponding ones of Finite Element Method (FEM). Emphasis is placed on the implementation of MAS in the MATLAB® software, using specific numerical techniques that increase the efficiency and accuracy of the algorithm. A detailed sensitivity analysis of the MAS parameters follows, drawing useful conclusions regarding the accuracy and numerical stability of the method.
In the fourth chapter, the problem of scattering in a two-layer imperfect dielectric scatterer of circular cross-section is presented. The MAS is applied while the results are compared and verified with the corresponding of FEM by calculating the relative error. The execution times are recorded and the corresponding sensitivity analysis of the MAS parameters is presented, resulting in the variables that significantly affect the accuracy of the method.
In the fifth chapter, some conclusions and comments are presented regarding the general applicability of MAS to problems of electromagnetic excitation of multilayered scatterers.
-
- Hellenic Open University
- Attribution-NonCommercial-NoDerivatives 4.0 Διεθνές