22999

پياده‌سازي Single-Field FDTD با پايداري بهبود يافته بر روي محيط‌‌هاي پاشنده فركانسي

كارشناسي ارشد

مخابرات ميدان و موج

1395

1399/8/27

دكتر محمد سليماني

دكتر وحيد نيري

برق

حل عددي در محيط هاي پاشنده فركانسي يكي از قدم‌هاي نزديك شدن به شبيه‌سازي محيط‌هاي واقعي است. از آنجايي كه حل عددي به روش تفاضل محدود در حوزه زمان يا FDTD قابليت حل در محيط‌هاي پيچيده را داراست يكي از گزينههاي ايده آل براي شبيه‌سازي‌ها اين دسته از محيط‌ها مي‌باشد. با اينكه FDTD روشي متداول و قدرتمند براي حل معادلات ماكسول در حوزه زمان به شمار مي رود با اين حال در شرايطي كه نياز به حل مسائلي با نسبت اختلاف بالاي بين طول موج و ابعاد ساختاري باشد (مثل ساختارهاي ريز گرافني) ما در انتخاب Δt و Δx,Δy,Δz دچار مشكل خواهيم شد. براي حل اين مشكل ما از روش هاي بهبود پايداري استفاده ميكنيم تا بدون محدوديت قبلي كه توسط شرط پايداري يا CFL به ما اعمال ميگشت به كار خود ادامه دهيم. تمركز اصلي ما در استفاده از روش جديد "Single-Field" با اعمال روش هاي بهبود پايداري و همچنين استفاده از مدلي عمومي براي شبيه‌سازي‌هاي محيط‌هاي پاشنده فركانسي مي‌باشد.

1399/10/24

Implement Single-Field FDTD with improved stability in dispersive media

11/17/2020 12:00:00 AM

The numerical solution in dispersive media is one of the steps to approach the simulation of real environments. Because numerical solution with finite difference method in the time domain or FDTD has the ability to solve in complex environments is one of the ideal options for simulations of this category of environments. Although FDTD is a common and powerful way to solve Maxwell's equations in the time domain, in situations where it is necessary to solve problems with a high difference ratio between wavelength and structural dimensions (such as fine graphene structures), we choose Δt and Δx, Δy, Δz we will have a problem. To solve this problem, we use stability improvement methods to continue working without the previous restrictions imposed on us by the stability condition or CFL. Our main focus is on using the new "Single-Field" method by applying stability improvement methods as well as using a general model for simulating dispersive media.

روش تفاضل محدود در حوزه زمان , مواد پاشنده , روش‌هاي بدون شرط , پايداري بهبود يافته

improved stability , FDTD , Dispersive Media , unconditionally stable