Integral equation methods for extreme-parameter materials and novel boundary conditions

Julkaisun otsikon käännös: Integraaliyhtälömenetelmät äärimmäisille materiaaleille ja uusille reunaehdoille

Johannes Markkanen

    Tutkimustuotos: Doctoral ThesisCollection of Articles

    Abstrakti

    Väitöskirjan tavoitteena on kehittää tarkkoja ja tehokkaita numeerisia menetelmiä mallintamaan materiaalien sähkömagneettisia ominaisuuksia. Työssä tutkitaan materiaaleja, joiden sähkömagneettista vastetta kuvaavat parametrit permittiivisyys ja permeabiilisuus voivat olla voimakkaasti riippuvaisia kentän suunnasta tai saada äärimmäisiä arvoja. Lisäksi työssä tutkitaan erikoisia niin sanottuja DB ja D'B' reunaehtoja, jotka rajoittavat kenttien normaalikomponenttien tai niiden normaali derivaattojen käyttäytymistä. Väitöskirja voidaan karkeasti jakaa kolmeen osaan. Ensimmäisessä osassa kehitetään pintaintegraaliyhtälöihin perustuvia laskennallisia menetelmiä sähkömagneettisten sirontaongelmien ratkaisemiseksi kappaleista, joiden pinnalla DB reunaehto on voimassa. Menetelmässä DB reunaehto pakotetaan voimaan rajoittamalla tuntemattomien pintavirtatiheyksien käyttäytymistä kappaleen pinnalla. Lisäksi tutkitaan DB kappaleiden sähkömagneettisia sirontaominaisuuksia. Toisessa osassa tarkastellaan tilavuusintegraaliyhtälömenetelmien ominaisuuksia. Erityisesti perehdytään diskretoitujen yhtälöiden tarkkuuteen ja stabiilisuuteen kun materiaaliparametrit lähestyvät äärimmäisiä arvoja. Työssä näytetään että tilavuusvirtoihin perustuva formulaatio käyttäytyy paremmin kuin tavanomaiset formulaatiot kun materiaaliparametrit ovat voimakkaasti epäsotrooppisia. Lopuksi väitöskirja käsittelee DB ja D'B' reunaehtojen realisointia sähkömagneettisten materiaaliparametrien avulla. Realisaatiot vaativat voimakkaasti epäisotrooppisia materiaaleja, joiden laskennalliseen mallintamiseen käytetään toisessa osassa kehitettyä menetelmää.
    Julkaisun otsikon käännösIntegraaliyhtälömenetelmät äärimmäisille materiaaleille ja uusille reunaehdoille
    AlkuperäiskieliEnglanti
    PätevyysTohtorintutkinto
    Myöntävä instituutio
    • Aalto-yliopisto
    Valvoja/neuvonantaja
    • Sihvola, Ari, Vastuuprofessori
    • Ylä-Oijala, Pasi, Ohjaaja
    Kustantaja
    Painoksen ISBN978-952-60-5242-7
    Sähköinen ISBN978-952-60-5243-4
    TilaJulkaistu - 2013
    OKM-julkaisutyyppiG5 Tohtorinväitöskirja (artikkeli)

    Tutkimusalat

    • integraaliyhtälömenetelmät
    • momenttimenetelmä
    • DB reunaehto
    • D'B' reunaehto
    • anisotropia
    • äärimmäiset materiaalit

    Sormenjälki

    Sukella tutkimusaiheisiin 'Integraaliyhtälömenetelmät äärimmäisille materiaaleille ja uusille reunaehdoille'. Ne muodostavat yhdessä ainutlaatuisen sormenjäljen.

    Siteeraa tätä