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电磁辐射和散射的振幅有限元公式。 (英语) Zbl 1443.78012号

总结:在有限元方法中,外部域中的电磁辐射和散射传统上涉及在数值域的截断边界上施加适当的吸收边界条件,以抑制其反射,基于电场的Wilcox渐近展开,我们在节点有限元法的框架内提出了振幅公式,其中,场的高振荡径向部分被预先分离出来,因此所使用的标准拉格朗日插值函数必须捕获相对缓慢变化的函数。由于这些元素可以在散热器或散射体的附近使用(我们列举的例外情况很少),因此与在截断边界处施加吸收边界条件的方法相比,它更有效,尤其是对于高频问题。该方法基于标准Galerkin有限元公式,使用标准拉格朗日插值函数、标准高斯求积以及与传统公式相同的自由度。我们证明了该公式在涉及导电体和介电体的各种辐射和散射问题上的有效性,这些问题涉及具有尖角的凸域和非凸域。

MSC公司:

78M10个 有限元、伽辽金及相关方法在光学和电磁理论问题中的应用
65N30型 含偏微分方程边值问题的有限元、Rayleigh-Ritz和Galerkin方法

软件:

ERMES公司
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全文: 内政部

参考文献:

[1] 查特吉,A。;Jin,J.M。;Volakis,J.L.,基于边的有限元和矢量ABC在三维散射中的应用,IEEE Trans。天线与传播,41,2,221-226(1993)
[2] Stupfel,Bruno,矢量波方程的二阶和三阶共形吸收边界条件的数值实现,IEEE Trans。《天线与传播》,45,3487-492(1997)
[3] 卡内洛普洛斯,V.N。;Webb,J.P.,《Maxwell方程有限元解向量吸收边界条件的数值研究》,IEEE Microw。Guid公司。Wave Lett.公司。,1, 11, 325-327 (1991)
[4] 韦伯,J.P。;Kanellopulos,V.N.,向量波动方程有限元解的吸收边界条件,Microw。选择。Technol公司。莱特。,2, 10, 370-372 (1989)
[6] 阿索斯,F。;Sonnendrucker,E.,三维麦克斯韦方程有限元解的Joly-Mercier边界条件,数学。计算。建模,51,935-943(2010)·兹比尔1193.78022
[7] Sertel,K。;Volakis,J.L.,使用参数几何建模求解体积积分方程的多级快速多极方法,IEEE Trans。天线与传播,52,7,1686-1692(2004)
[8] Alfonzetti,S。;Borzi,G。;Salerno,N.,用Robin迭代程序对无界电磁散射进行有限元分析,电子。莱特。,32, 19, 1768-1769 (1996)
[9] 盛晓庆(Sheng,X.Q.)。;Jin,J.M。;宋,J。;卢,C。;Chew,W.C.,关于三维散射的混合有限元和边界积分方法的公式,IEEE Trans。天线与传播,46,3,302-311(1998)
[10] 苏代斯,P。;史蒂夫·H。;Dubois,F.,用三维混合IE/PDE方法计算的多个测试对象的散射,IEEE Trans。天线与传播,47,4646-653(1999)
[11] 刘杰。;Jin,J.M.,用于电磁散射和辐射问题的高阶有限元和边界积分方法的新型混合,IEEE Trans。天线与传播,49,12,1794-1806(2001)·Zbl 1001.78021号
[12] 盛晓庆(Sheng,X.Q.)。;Yung,E.K.N.,开放区域非均匀电磁问题MLFMA增强FE-BI方法混合算法的实现和实验,IEEE Trans。天线与传播,50,2,163-167(2002)
[13] 沃瓦基斯,M.N。;李,S.C。;Zhao,K。;Lee,J.F.,用于解决电磁辐射和散射问题的带有单层IE-QR算法的对称FEM-IE公式,IEEE Trans。《天线与传播》,52,11,3060-3070(2004)·Zbl 1368.78066号
[14] Donepudi,K.C。;Jin,J.M。;Chew,W.C.,混合导体/介质散射的高阶多层快速多极算法,IEEE Trans。天线与传播,51,10,2814-2821(2003)
[15] Garcia-Castillo,L.E。;Gomez-Revuelto,I。;de Adana,F.S。;Salazar-Palma,M.,复杂环境中电磁波辐射和散射分析的有限元方法,计算。方法应用。机械。工程,194,637-655(2005)·Zbl 1063.78020号
[16] Berenger,J.P.,吸收电磁波的完美匹配层,J.Comput。物理。,114, 185-200 (1994) ·Zbl 0814.65129号
[17] Berenger,J.P.,《电磁波吸收的三维完美匹配层》,J.Compute。物理。,127, 363-379 (1996) ·Zbl 0862.65080号
[18] Xiao,Y。;Lu,Y.,《长圆形和扁球形完美匹配层》,IEEE Trans。马格纳。,38, 2, 669-672 (2002)
[19] Xiao,Y。;Lu,Y.,散射问题的PML和ABC组合,IEEE Trans。马格纳。,37, 5, 3510-3513 (2001)
[20] Pekel,美国。;Mittra,R.,《完美匹配层(PML)概念在散射问题有限元法频域分析中的应用》,IEEE Microw。Guid公司。Wave Lett.公司。,5, 8, 258-260 (1995)
[21] Bramble,J.H。;Pasciak,J.E.,三维时谐Maxwell问题的有限元PML近似分析,数学。公司。,77, 261, 1-10 (2008) ·Zbl 1155.78316号
[22] Cummer,S.A.,适用于一般电磁介质的简单、几乎完全匹配的层,IEEE Microw。Wirel公司。康彭。莱特。,13, 3, 128-130 (2003)
[23] 密特拉·R。;Pekel,U.,《电磁波无反射吸收的完美匹配层(PML)概念的新观点》,IEEE Microw。Guid公司。Wave Lett.公司。,5, 3, 84-86 (1995)
[24] Demkowicz,L。;Pal,M.,麦克斯韦方程的无限元,计算。方法应用。机械。工程,16477-94(1998)·Zbl 1034.78018号
[25] 西科特。;拉乔维奇,W。;Demkowicz,L.,一种适用于电磁学的hp自适应有限元方法。第3部分:麦克斯韦方程的三维无限元,国际。J.数字。方法工程师,57899-921(2003)·Zbl 1034.78017号
[26] 拉乔维奇,W。;Zdunk,A.,计算电磁学中散射问题的hp自适应有限元方法,国际。J.数字。方法工程,621226-1249(2005)·Zbl 1085.78010号
[28] Yioultsis,T.V。;Tsiboukis,T.D.,各种三维电磁场问题中二阶和三阶矢量有限元的开发和实现,IEEE Trans。马格纳。,33, 2, 1812-1815 (1997)
[29] Boyse,W.E。;Seidl,A.A.,使用节点和边缘元素的三维散射混合有限元方法,IEEE Trans。天线与传播,42,10,1436-1442(1994)
[30] Tang,J。;Paulsen,K.D。;Haider,S.A.,电磁散射中基于节点的有限元方法的完美匹配层网格终端,IEEE Trans。天线与传播,46,45007-516(1998)
[31] 巴迪,I。;比罗,O。;Preis,K.,《无杂散模式三维腔的有限元格式》,IEEE Trans。马格纳。,27, 5, 4036-4039 (1991)
[32] 巴迪,I。;比罗,O。;Dyczij-Edlinger,R。;Preis,K。;Richter,K.R.,《关于高频问题有限元分析中尖角的处理》,IEEE Trans。马格纳。,30, 5, 3108-3111 (1994)
[33] Costabel,M。;Dauge,M.,多面体域中Maxwell方程的加权正则化,数值。数学。,93, 239-277 (2002) ·Zbl 1019.78009号
[34] Otin,R.,电磁场计算的正则化麦克斯韦方程和节点有限元,电磁学,30190-204(2010)
[35] Otin,R.,ERMES:用于频域电磁模拟的基于节点的有限元代码,计算。物理。Comm.,184,2588-2595(2013)·Zbl 1349.78002号
[36] 奥丁·R。;Garcia-Castillo,L.E。;马丁内斯·弗南德斯,I。;Garcia-Donoro,D.,加权正则化Maxwell方程有限元公式的计算性能,Prog。电动发电机。Res.,136,61-77(2013)
[37] 慢跑,C.S。;Nandy,Arup,电磁分析的混合有限元,计算。数学。申请。,68, 887-902 (2014) ·Zbl 1362.35296号
[38] Wilcox,C.H.,电磁场的展开定理,Comm.Pure Appl。数学。,9, 2, 115-134 (1956) ·Zbl 0071.21203号
[39] 密特拉·R。;俄亥俄州拉马希。;Khebir,A。;戈登,R。;Kouki,A.,《二维和三维电磁散射问题的吸收边界条件综述》,IEEE Trans。马格纳。,3034-3039年4月25日(1989年)
[40] Astley,R.J.,声辐射的波包络和无限元,国际。J.数字。《液体方法》,3507-526(1983)·Zbl 0562.76083号
[41] Astley,R.J。;Eversman,W.,声辐射的有限元公式,J.Sound Vib。,88, 47-64 (1983) ·Zbl 0538.73036号
[42] Jog,C.S.,《外部声学问题的基于有限元的向外波避免策略》,国际声学杂志。振动。,18, 1, 27-38 (2013)
[43] Geuzaine,C。;Bedrosian,J。;Antoine,X.,在时间谐波散射问题的有限元解中减少污染误差的振幅公式,IEEE Trans。马格纳。,44, 6, 782-785 (2008)
[45] 斯特拉顿(Stratton)、朱利叶斯·亚当斯(Julius Adams),《电磁理论》(2007),约翰·威利父子:约翰·威利(John Wiley)父子芝加哥
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