Desenvolvimento e implementação da técnica Electric Charge Gaussian Gradation Method (ECGGM) aplicada ao Método Radial de Interpolação por Pontos (RPIM) com Truncagem ADE-PML
In this work, an improved meshless discretization methodology, based on the Coulomb's Law Discretization Method (CLDM), is introduced. With the presented improvement, it is possible to controllably increase the density of nodes around edges and corners of metallic scatterers immersed in analysis spa...
| Autor principal: | BRANDÃO, Marcelo Brazão e Silva |
|---|---|
| Grau: | Dissertação |
| Idioma: | por |
| Publicado em: |
Universidade Federal do Pará
2017
|
| Assuntos: | |
| Acesso em linha: |
http://repositorio.ufpa.br/jspui/handle/2011/7273 |
| id |
ir-2011-7273 |
|---|---|
| recordtype |
dspace |
| spelling |
ir-2011-72732025-02-24T15:32:17Z Desenvolvimento e implementação da técnica Electric Charge Gaussian Gradation Method (ECGGM) aplicada ao Método Radial de Interpolação por Pontos (RPIM) com Truncagem ADE-PML BRANDÃO, Marcelo Brazão e Silva OLIVEIRA, Rodrigo Melo e Silva de http://lattes.cnpq.br/4768904697900863 Campos eletromagnéticos CLDM ( Densidade local de nós controlada) ADE-PML (Equações diferenciais auxiliares - camada perfeitamente combinada Gradação gaussiana do nível de discretização Discretização sem malha RPIM (Método de interpolação de ponto radial) CLDM ( Controlled local density of nodes ) Gaussian discretization level gradation Meshless discretization RPIM (Radial point interpolation method) ADE-PML ( Auxiliary differential equation - perfectly matched layer ) CNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA ELETRICA::TELECOMUNICACOES::TEORIA ELETROMAGNETICA, MICROONDAS, PROPAGACAO DE ONDAS, ANTENAS In this work, an improved meshless discretization methodology, based on the Coulomb's Law Discretization Method (CLDM), is introduced. With the presented improvement, it is possible to controllably increase the density of nodes around edges and corners of metallic scatterers immersed in analysis space in a natural way by gradually modifying node's charges using Gaussian functions. Also, a new computational implementation of ADE-PML (Auxiliary Differential Equation - Perfectly Matched Layer) to truncate the method meshless RPIM is presented. The equations used in the absorbent region are obtained in the time domain using auxiliary differential equations, then the developed formulation is validated through numerical experiments related to the reflection error of absorbent material and also by calculating the radar cross section (RCS) of a metal cylindrical scatterer, which has a known analytical solution. It is observed that higher concentration of nodes on the neighborhood of media interfaces substantially improves the precision of numerical solutions of Maxwell's equations obtained with the Radial Point Interpolaton Method (RPIM) because of the proper calculation of fields near the boundaries. Several other relevant benefits resulting from the new technique are observed and highlighted. The proposed ADE-PML formulation produces free field update equations of so-called split fields characteristic of the original PML. Recursive convolution used by CPML (Convolutional Perfectly Matched Layer) are not used, avoiding problems of absorption when small time steps are employed. Neste trabalho, uma metodologia aperfeiçoada de discretizacão meshless, baseada no método Coulomb's Law Discretization Method (CLDM), é introduzida. Com o aperfeiçoamento apresentado, é possível aumentar a densidade de nós de forma controlada em regiões de bordas e cantos de espalhadores metálicos imersos no espaço em análise de uma forma natural, modificando gradualmente as cargas dos nós usando funcões Gaussianas. Além disso, a implementação computacional da ADE-PML (Auxiliary Differential Equation - Perfectly Matched Layer) para truncar o método meshless RPIM _e apresentada de forma inédita. As equações usadas na região absorvente são obtidas no domínio do tempo através de equações diferenciais auxiliares, onde a formulação desenvolvida é validada através de experimentos numéricos relativos ao cálculo do erro relativo de reflexão do material absorvente, bem como através do cálculo da seção reta radar (RCS) de um espalhador cilíndrico metálico, que possui solução analítica exata conhecida. Observa-se que, com uma maior concentração de nós na vizinhança das interfaces de meios distintos, aumenta-se substancialmente a precisão das soluções numéricas das equações de Maxwell obtidas com o método Radial Point Interpolation Method (RPIM), devido ao cálculo apropriado dos campos próximos ás regiões de fronteira. Vários outros benefícios relevantes resultantes da nova técnica são observados e destacados. A formulação ADEPML proposta produz equações de atualização de campo livres dos chamados split fields característicos da PML original. As convoluções recursivas usadas pela CPML (Convolutional Perfectly Matched Layer) não são usadas, evitando-se assim problemas de absorção quando pequenos passos de tempo são empregados. 2017-01-11T12:20:35Z 2017-01-11T12:20:35Z 2016-08-19 Dissertação BRANDÃO, Marcelo Brazão e Silva. Desenvolvimento e implementação da técnica Electric Charge Gaussian Gradation Method (ECGGM) aplicada ao Método Radial de Interpolação por Pontos (RPIM) com Truncagem ADE-PML. Orientador: Rodrigo Melo e Silva de Oliveira. 2016. 63 f. Dissertação (Mestrado em Engenharia Elétrica.) - Instituto de Tecnologia, Universidade Federal do Pará,, Belém, 2016. Disponível em: http://repositorio.ufpa.br/jspui/handle/2011/7273. Acesso em:. http://repositorio.ufpa.br/jspui/handle/2011/7273 por Acesso Aberto application/pdf Universidade Federal do Pará Brasil Instituto de Tecnologia UFPA Programa de Pós-Graduação em Engenharia Elétrica |
| institution |
Repositório Institucional - Universidade Federal do Pará |
| collection |
RI-UFPA |
| language |
por |
| topic |
Campos eletromagnéticos CLDM ( Densidade local de nós controlada) ADE-PML (Equações diferenciais auxiliares - camada perfeitamente combinada Gradação gaussiana do nível de discretização Discretização sem malha RPIM (Método de interpolação de ponto radial) CLDM ( Controlled local density of nodes ) Gaussian discretization level gradation Meshless discretization RPIM (Radial point interpolation method) ADE-PML ( Auxiliary differential equation - perfectly matched layer ) CNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA ELETRICA::TELECOMUNICACOES::TEORIA ELETROMAGNETICA, MICROONDAS, PROPAGACAO DE ONDAS, ANTENAS |
| spellingShingle |
Campos eletromagnéticos CLDM ( Densidade local de nós controlada) ADE-PML (Equações diferenciais auxiliares - camada perfeitamente combinada Gradação gaussiana do nível de discretização Discretização sem malha RPIM (Método de interpolação de ponto radial) CLDM ( Controlled local density of nodes ) Gaussian discretization level gradation Meshless discretization RPIM (Radial point interpolation method) ADE-PML ( Auxiliary differential equation - perfectly matched layer ) CNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA ELETRICA::TELECOMUNICACOES::TEORIA ELETROMAGNETICA, MICROONDAS, PROPAGACAO DE ONDAS, ANTENAS BRANDÃO, Marcelo Brazão e Silva Desenvolvimento e implementação da técnica Electric Charge Gaussian Gradation Method (ECGGM) aplicada ao Método Radial de Interpolação por Pontos (RPIM) com Truncagem ADE-PML |
| topic_facet |
Campos eletromagnéticos CLDM ( Densidade local de nós controlada) ADE-PML (Equações diferenciais auxiliares - camada perfeitamente combinada Gradação gaussiana do nível de discretização Discretização sem malha RPIM (Método de interpolação de ponto radial) CLDM ( Controlled local density of nodes ) Gaussian discretization level gradation Meshless discretization RPIM (Radial point interpolation method) ADE-PML ( Auxiliary differential equation - perfectly matched layer ) CNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA ELETRICA::TELECOMUNICACOES::TEORIA ELETROMAGNETICA, MICROONDAS, PROPAGACAO DE ONDAS, ANTENAS |
| description |
In this work, an improved meshless discretization methodology, based on the Coulomb's Law Discretization Method (CLDM), is introduced. With the presented improvement, it is possible to controllably increase the density of nodes around edges and corners of metallic scatterers immersed in analysis space in a natural way by gradually modifying node's charges using Gaussian functions. Also, a new computational implementation of ADE-PML (Auxiliary Differential Equation - Perfectly Matched Layer) to truncate the method meshless RPIM is presented. The equations used in the absorbent region are obtained in the time domain using auxiliary differential equations, then the developed formulation is validated through numerical experiments related to the reflection error of absorbent material and also by calculating the radar cross section (RCS) of a metal cylindrical scatterer, which has a known analytical solution. It is observed that higher concentration of nodes on the neighborhood of media interfaces substantially improves the precision of numerical solutions of Maxwell's equations obtained with the Radial Point Interpolaton Method (RPIM) because of the proper calculation of fields near the boundaries. Several other relevant benefits resulting from the new technique are observed and highlighted. The proposed ADE-PML formulation produces free field update equations of so-called split fields characteristic of the original PML. Recursive convolution used by CPML (Convolutional Perfectly Matched Layer) are not used, avoiding problems of absorption when small time steps are employed. |
| author_additional |
OLIVEIRA, Rodrigo Melo e Silva de |
| author_additionalStr |
OLIVEIRA, Rodrigo Melo e Silva de |
| format |
Dissertação |
| author |
BRANDÃO, Marcelo Brazão e Silva |
| title |
Desenvolvimento e implementação da técnica Electric Charge Gaussian Gradation Method (ECGGM) aplicada ao Método Radial de Interpolação por Pontos (RPIM) com Truncagem ADE-PML |
| title_short |
Desenvolvimento e implementação da técnica Electric Charge Gaussian Gradation Method (ECGGM) aplicada ao Método Radial de Interpolação por Pontos (RPIM) com Truncagem ADE-PML |
| title_full |
Desenvolvimento e implementação da técnica Electric Charge Gaussian Gradation Method (ECGGM) aplicada ao Método Radial de Interpolação por Pontos (RPIM) com Truncagem ADE-PML |
| title_fullStr |
Desenvolvimento e implementação da técnica Electric Charge Gaussian Gradation Method (ECGGM) aplicada ao Método Radial de Interpolação por Pontos (RPIM) com Truncagem ADE-PML |
| title_full_unstemmed |
Desenvolvimento e implementação da técnica Electric Charge Gaussian Gradation Method (ECGGM) aplicada ao Método Radial de Interpolação por Pontos (RPIM) com Truncagem ADE-PML |
| title_sort |
desenvolvimento e implementação da técnica electric charge gaussian gradation method (ecggm) aplicada ao método radial de interpolação por pontos (rpim) com truncagem ade-pml |
| publisher |
Universidade Federal do Pará |
| publishDate |
2017 |
| url |
http://repositorio.ufpa.br/jspui/handle/2011/7273 |
| _version_ |
1832602371857842176 |
| score |
11.755432 |