Finite element modeling of electromagnetic scattering problems via hexahedral edge elements
Elektromanyetik saçılma problemlerinde altıyüzlü kenar elemanları ile sonlu eleman modellemesi
- Tez No: 201731
- Danışmanlar: PROF. DR. MUSTAFA KUZUOĞLU
- Tez Türü: Doktora
- Konular: Elektrik ve Elektronik Mühendisliği, Electrical and Electronics Engineering
- Anahtar Kelimeler: Sonlu elemanlar yöntemi, Finite element method
- Yıl: 2007
- Dil: İngilizce
- Üniversite: Orta Doğu Teknik Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Elektrik ve Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: Belirtilmemiş.
Özet
Bu tezde, ikinci derece altıyüzlü kenar elemanları açık bölge elektromanyetik saçılma problemlerinde uygulanmıştır. Bu amaçla, yarı otomatik bir tamamen altıyüzlü elemanlı ağ üretme algoritması geliştirilmiş ve gerçekleştirilmiştir. Elemanların içinde ve kenarlar boyunca materyal özellikleri, çözüm aşamasında kullanılmak üzere ağ üretimi esnasında belirlenmiş ve tanımlanmıştır. Üretilen ağ, Partikül Sürü Optimizasyon tekniği ile durum kalite metriğine dayalı olarak iyileştirilmiştir. Doğrusal ve ikinci derece altıyüzlü elemanların performanslarını incelemek amacıyla hiyerarşik kenar elemanlarını gerçekleyen bir yazılım çerçevesi geliştirilmiştir. Kompleks koordinat dönüşümü ile gerçekleştirilmiş olan Tamamen Eşlenmiş Katmanlar, bu yazılım kapsamında ağ sonlandırımı işlevini yerine getirmektedir. Denklem sistemini ifade etmek için seyrek matris depolama ve verimli matris düzenleme yöntemleri kullanılmıştır. Seyrek matris çözümü için doğrudan ve dolaylı matris çözüm yöntemleri uygulanmıştır. İkinci derece altıyüzlü kenar elemanlarının performansı, üzerinde yama bulunan veya bulunmayan çeşitli düz veya kavisli cisimlerinin radar ara kesit yüzeyleri hesaplanarak incelenmiştir. Doğrusal elemanlar için bilinen 0.1 dalgaboyu eleman büyüklüğüne karşılık, ikinci derece elemanlar için 0.3-0.4 dalgaboyu büyüklüğünün elektromanyetik saçılım ve ışıma problemlerinde yeni bir kriter olabileceği değerlendirilmiştir.
Özet (Çeviri)
In this thesis, quadratic hexahedral edge elements have been applied to the three dimensional for open region electromagnetic scattering problems. For this purpose, a semi-automatic all-hexahedral mesh generation algorithm is developed and implemented. Material properties inside the elements and along the edges are also determined and prescribed during the mesh generation phase in order to be used in the solution phase. Based on the condition number quality metric, the generated mesh is optimized by means of the Particle Swarm Optimization (PSO) technique. A framework implementing hierarchical hexahedral edge elements is implemented to investigate the performance of linear and quadratic hexahedral edge elements. Perfectly Matched Layers (PMLs), which are implemented by using a complex coordinate transformation, have been used for mesh truncation in the software. Sparse storage and relevant efficient matrix ordering are used for the representation of the system of equations. Both direct and indirect sparse matrix solution methods are implemented and used. Performance of quadratic hexahedral edge elements is deeply investigated over the radar cross-sections of several curved or flat objects with or without patches. Instead of the defacto standard of 0.1 wavelength linear element size, 0.3-0.4 wavelength quadratic element size was observed to be a new potential criterion for electromagnetic scattering and radiation problems.
Benzer Tezler
- Modeling and simulation of electromagnetic problems via the transmission line matrix method
İletim hattı matrisi yardımı ile elektromanyetik problemlerin modellenmesi ve simülasyonu
MEHMET ORHAN ÖZYALÇIN
Doktora
İngilizce
2002
Elektrik ve Elektronik Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiElektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. ERCAN TOPUZ
- Finite element modeling of electromagnetic radiation/scattering problems by domain decomposition
Elektromanyetik ışınım/saçılım problemlerinin bölge ayrışımlı sonlu elemanlar yöntemiyle modellenmesi
ÖZLEM ÖZGÜN
Doktora
İngilizce
2007
Elektrik ve Elektronik MühendisliğiOrta Doğu Teknik ÜniversitesiElektrik ve Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. MUSTAFA KUZUOĞLU
- Gemilerin ısar ile görüntülenmesinde radar saçılma yüzeylerinin fizik optik yardımıyla modellenmesi
Başlık çevirisi yok
E.ELİF TEPELİ
Yüksek Lisans
Türkçe
1995
Elektrik ve Elektronik Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiPROF.DR. ERCAN TOPUZ
- Sonlu kalınlıklı sonsuz uzun mükemmel iletken silindirik cisimlerden skaler dalga saçılması
Başlık çevirisi yok
AHMET SERDAR TÜRK
Yüksek Lisans
Türkçe
1998
Elektrik ve Elektronik MühendisliğiGebze Yüksek Teknoloji EnstitüsüElektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. YURY A. TUCHKİN
- FDTD ve MOM sayısal yöntemleriyle radar saçılma yüzeyi modelleme ve azaltma teknikleri
Radar cross section modelling with FDTD and moment numerical methods and reduction techniques
BEKİR ÇİBER
Yüksek Lisans
Türkçe
2001
Havacılık ve Uzay Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiPROF. DR. RÜSTEM ASLAN