Развитие метода моделирования электромагнитной обстановки в изолированной области пространства

Введение 4
1 Особенности методов моделирования электромагнитной обстановки в изолированной области пространства 5
1.1 Анализ методов компьютерного моделирования электромагнитный полей 5
1.2 Математическое моделирование методом конечных разностей во временной области 12
1.3 Математическое моделирование методом конечного интегрирования 17
2 Оценка современного программного обеспечения для компьютерного моделирования электромагнитной обстановки 31
2.1 Программные продукты, основанные на методе моментов 31
2.2 Программные продукты, основанные на методе конечных элементов 36
2.3 Программные продукты, основанные на методе конечных разностей во временной области 40
2.4 Особенности программного обеспечения, основанного на методе конечного интегрирования 43
3 Разработка принципов визуализации электромагнитной обстановки в зонах с неоднородным влиянием частотных составляющих ЭМП 46
Заключение 73
Список использованных источников 75

Весь текст будет доступен после покупки

Источники электромагнитных полей (ЭМП) и излучений (ЭМИ) получают все более широкое распространение на производственных и коммунально-бытовых объектах, оснащенность которых информационно-технологическим оборудованием с чувствительными к электромагнитному воздействию микропроцессорными устройствами непрерывно возрастает. Вследствие масштабной цифровой трансформации в основных отраслях мировой экономики усиливается воздействие не только на электрооборудование, но и на биологические объекты, в связи с чем актуальность обеспечения электромагнитной безопасности становится одной из ключевых задач, требующих неотложного решения [1, 2]. Это обеспечивается путем контроля и визуализации электромагнитной обстановки с использованием компьютерного моделирования.
Основой вычислительной электродинамики применительно к моделированию электромагнитного поля на объектах с унифицированной структурно-геометрической конфигурацией конструкторско-технологических элементов являются уравнения Максвелла в дифференциальной или интегральной формах, именно на них базируется все программное обеспечение, предназначенное для компьютерного моделирования. Поэтому важным является развитие подхода к моделированию электромагнитного поля за счет способствующих ускорению и повышению точности вычислительных операций математических моделей в изолированной области пространства.

Весь текст будет доступен после покупки

1 Особенности методов моделирования электромагнитной обстановки в изолированной области пространства


Для компьютерного моделирования электромагнитной обстановки существует множество методов моделирования, среди которых можно выделить следующие: метод моментов (Method of Moments (MoM)), метод конечных элементов (Finite Element Method (FEM)), метод моментов/конечных элементов (MoM/FEM), метод однородной теории дифракции (Unitform Theory of Diffraction (UTD)), метод геометрической теории дифракции (Geometrical Theory of Diffraction (GTD)), метод конечных разностей во временной области (Finite Difference Time Domain (FDTD)), метод конечных интегралов (Finite Integration Technique (FIT)), метод быстрого многоуровнего многополюсника MLFMM (Multi-level Fast Multipole Method (MLFMM)), Быстрый Метод Многополюсников (Fast Multipol Methot (FMM)).

1.1 Анализ методов компьютерного моделирования электромагнитный полей


В настоящее время проблема контроля и анализа электромагнитной обстановки является актуальной почти во всех сферах. И до недавнего времени применение средств автоматизированного проектирования для электромагнитной обстановки составляло лишь малую часть общего процесса проектирования. За эти годы технологии стремительно совершенствовались, в результате чего произошла эволюция компьютерных платформ от больших ЭВМ коллективного пользования до современных сверхмощных рабочих станций. Столь значительное повышение вычислительной мощности компьютеров предоставило разработчиками САПР прежде недоступные возможности моделирования. И в первую очередь это относится к расчетам электромагнитного поля, где были значительные проблемы, связанные с численным решением уравнений Максвелла [3].

Весь текст будет доступен после покупки

1. Гордеева, М. А. Влияние электромагнитных полей на растительные и животные организмы : дис. ... канд. биол. наук : 03.02.08 / Гордеева Мария Андреевна. – Тюмень, 2013. – 198 с. – Текст: непосредственный.
2. Аполлонский, С. М. Электромагнитная безопасность в урбанизированном пространстве : монография / С. М. Аполлонский. – Москва : КноРус, 2018. – 288 с. – Текст: непосредственный.
3. Куксенко С.П. Электромагнитная совместимость: моделирование / под ред. Т.Р. Газизова . – Томск: В-Спектр, 2018. – 188 с. – Текст: непосредственный.
4. Харрингтон Р.Ф. Применение матричных методов к задачам теории поля // Труды института инженеров по электронике и радиотехнике. – 1967. – № 2. – С. 5–19. – Текст: непосредственный.
5. Тарасик В.П. Математическое моделирование технических систем: учеб. для вузов. – М.: Изд-во «Дизайн ПРО», 2004. – 640 с. – Текст: непосредственный.
6. Courant R. Variational methods for the solution of problems of equilibrium and vibrations // Bull. Am. Math. Soc. –1943. – Vol. 49, № 1. – P. 1–23. – Текст: непосредственный.
7. Desai C.S. Introduction to the finite element method: a numerical approach for engineering analysis / C.S. Desai, J.F. Abel. – New York: Van Nostrand Reinhold, 1972. – 477 p. – Текст: непосредственный.
8. Silvester P. Finite element solution of saturate magnetic field problems / P. Silvester, M. Chari // IEEE Trans. Power Appar. Syst. – 1970. – Vol. 89, № 7. – P. 1642–1651. – Текст: непосредственный.
9. Довбыш В.Н. Встроенные трансформаторные подстанции – проблемы электромагнитного мониторинга / В.Н. Довбыш, М.Ю. Маслов, Ю.М. Сподобаев // Матер. IV междунар. симпозиума по электромагнитной совместимости и электромагнитной экологии. – СПб., 2005. – С. 25–30. – Текст: непосредственный.
10. Электромагнитная совместимость систем спутниковой связи / В.В. Тимофеев и др.; под ред.: Л.Я. Кантора, В.В. Ноздрина. – М.: ФГУП НИИР, 2009. – 279 с. – Текст: непосредственный.
11. Титов, Е. В. Методология комплексного контроля и визуализации электромагнитной обстановки в АПК: диссертация на соискание ученой степени доктора технических наук: 05.20.02 / Титов Евгений Владимирович. – Барнаул, 2021. – 345 с. – Текст: непосредственный.

Весь текст будет доступен после покупки