Η Επίλυση των εξισώσεων του Maxwell στο πεδίο της συχνότητας και η εφαρμογή της alternating direction implicit επαναληπτικής μεθόδου

Κουτσερίμπας, Θεόδωρος; Koutserimpas, Theodoros

dc.contributor.author	Κουτσερίμπας, Θεόδωρος	el
dc.contributor.author	Koutserimpas, Theodoros	en
dc.date.accessioned	2017-03-03T13:40:12Z
dc.date.issued	2017-03-03
dc.identifier.uri	https://dspace.lib.ntua.gr/xmlui/handle/123456789/44499
dc.identifier.uri	http://dx.doi.org/10.26240/heal.ntua.13941
dc.rights	Default License
dc.subject	Σκέδαση ηλεκτρομαγνητικών κυμάτων	el
dc.subject	Πεπερασμένες διαφορές στο πεδίο της συχνότητας	en
dc.subject	Φωτονικές διατάξεις	el
dc.subject	Μικροκυματικές διατάξεις	el
dc.subject	Υπολογιστικός ηλεκτρομαγνητισμός	el
dc.subject	FDFD	en
dc.subject	ADI	en
dc.subject	Electromagnetic scattering	en
dc.subject	Simulated annealing	en
dc.subject	Computational electromagnetics	en
dc.title	Η Επίλυση των εξισώσεων του Maxwell στο πεδίο της συχνότητας και η εφαρμογή της alternating direction implicit επαναληπτικής μεθόδου	el
heal.type	bachelorThesis
heal.classification	Διάδοση ηλεκτρομαγνητικών κυμάτων	el
heal.classification	Εφαρμοσμένος κλασικός ηλεκτρομαγνητισμός	el
heal.classification	Electromagnetic waves	el
heal.classification	Finite differences	el
heal.classificationURI	http://data.seab.gr/concepts/82ce2630cce0cc2ab159abe97436d718e211c582
heal.classificationURI	http://data.seab.gr/concepts/4ad4f89cd039d354be1906dcd27699c9ec75a390
heal.classificationURI	http://skos.um.es/unesco6/220204
heal.classificationURI	http://id.loc.gov/authorities/subjects/sh85048348
heal.dateAvailable	2018-03-02T22:00:00Z
heal.language	el
heal.access	campus
heal.recordProvider	ntua	el
heal.publicationDate	2017-02-10
heal.abstract	Ο στόχος της παρούσας διπλωματικής εργασίας είναι η μελέτη του δισδιάστατου μοντέλου πεπερασμένων διαφορών στο πεδίο της συχνότητας (FDFD) για ηλεκτρομαγνητικά και προβλήματα σκέδασης, και η χρήση της Alternating Direction Implicit μεθόδου για τον υπολογισμό των πεδίων. Παρέχεται η βασική ηλεκτρομαγνητική ανάλυση και το μαθηματικό υπόβαθρο για την εφαρμογή της FDFD μεθόδου μέσω της γενικής κυματικής εξίσωσης (εξίσωση Helmholtz), την ενσωμάτωση των πηγών στο σύστημα (ρεύματα, δεσμευμένα σημεία, Ολικό Πεδίο/Σκεδαζόμενο Πεδίο) και την ελαχιστοποίηση των φαινομένων των άκρων του πλέγματος, μέσω της χρήσης absorbers ή PMLs (Perfect Matching Layers). Επιπλέον παρουσιάζεται ένας συστηματικός τρόπος, βασισμένος στο μοντέλο Ολικού Πεδίου/Σκεδαζόμενου Πεδίο FDFD, για τον υπολογισμό των ηλεκτρομαγνητικών πεδίων σε τυχαίας γεωμετρίας σκεδαστών κοντά σε ημιάπειρες επίπεδες επιφάνειες ή/και πολυστρωματικές διατάξεις. Όπως περιγράφεται ο υπολογισμός των πεδίων εν γένει καταλήγει στην επίλυση του γραμμικού συστήματος Ax=b. Δεδομένου ότι οι διαστάσεις των πινάκων, που προκύπτουν από διατάξεις πρακτικού ενδιαφέροντος, είναι αρκετά μεγάλες, προτείνεται η χρήση ενός επαναληπτικού σχήματος Alternating-Direction-Implicit. Στο τελευταίο κεφάλαιο της διπλωματικής εργασίας, ερευνούμε την εφαρμοσιμότητα αυτής της επαναληπτικής μεθόδου, δοκιμάζουμε τις ημι-βέλτιστες επιταχυντικές παραμέτρους του Hadley, και βελτιστοποιούμε αυτές περισσότερο χρησιμοποιώντας το Simulated Annealing αλγόριθμο.	el
heal.abstract	The purpose of this thesis is the study of the 2-D Finite Difference Frequency Domain (FDFD) Model for electromagnetic and scattering problems, and the use of the Alternating Direction Implicit iterative method for the computation of the fields (tE for TE mode, tH for TM mode). This thesis provides the basic electromagnetic analysis and mathematical background for the implementation of the FDFD method via the general wave equation (Helmholtz equation), the incorporation of the model’s sources (currents, fixed points, Total Field/Scattered Field) and the minimization of the edge phenomena of the grid, via the use of absorbers or PMLs (Perfect Matching Layers). It also presents a systematic method based on the TF/SF FDFD model for computing the electromagnetic fields from arbitrary shaped scatterers near plane semi-infinite regions or multilayer-dielectric structures. As it is described, the computation of the fields generally comes down to the solution of the linear system Ax=b. Since the dimensions of the matrices, provided by practical models and structures, tend to be large, it is suggested the use of an Alternating-Direction-Implicit iterative scheme. In the last chapter of the thesis, we investigate the applicability of this iterative method, we test the semi-optimum acceleration parameters suggested by Hadley and we further optimize them using the Simulated Annealing algorithm.
heal.advisorName	Γλύτσης, Ηλίας	el
heal.committeeMemberName	Γλύτσης, Ηλίας	el
heal.committeeMemberName	Ρουμελιώτης, Ιωάννης	el
heal.committeeMemberName	Φικιώρης, Γεώργιος	el
heal.academicPublisher	Εθνικό Μετσόβιο Πολυτεχνείο. Σχολή Ηλεκτρολόγων Μηχανικών και Μηχανικών Υπολογιστών	el
heal.academicPublisherID	ntua
heal.numberOfPages	89 σ.	el
heal.fullTextAvailability	true