Tesis doctoral de Rubén Otín Fortuño
En esta tesis se presenta una alternativa a la formulación clásica de elementos finitos basada en elementos de arista (edge elements) y las ecuaciones de maxwell curl-curl. Este enfoque alternativo se basa en elementos nodales y las ecuaciones de maxwell regularizadas. Las ventajas son que, sin añadir incógnitas adicionales (tales como los multiplicadores de lagrange), ofrece soluciones sin modos espurios y matrices bien acondicionadas. Además, su representación integral tiene en un orden de singularidad inferior (orden 1 en vez de 3), lo que la hace más adecuada para la hibridación con técnicas numéricas basadas en métodos integrales. Por otro lado, surgen nuevas dificultades que no estaban presentes en la formulación clásica. El principal inconveniente es que se obtiene una solución globalmente errónea si el campo electromagnético tiene una singularidad en el dominio del problema. Además, las condiciones de contorno y las discontinuidades de los campos al cambiar de medio son más laboriosas de implementar. Este trabajo explica la manera de superar estas dificultades y demuestra que se pueden obtener soluciones precisas con elementos nodales y la formulación regularizada. también se presenta ermes, un código en c++ que es la implementación de la formulación de elementos finitos mencionada en el párrafo anterior. Calcularemos con ermes los parámetros de scattering de filtros de microondas y la tasa de absorción específica inducida en un cuerpo cuando está expuesto a campos electromagnéticos. Ermes es también la herramienta de cálculo utilizado en dos nuevos modelos numéricos presentados por primera vez en esta tesis. El primer modelo sirve para caracterizar procesos de conformado electromagnético y el segundo para obtener la impedancia de transferencia del apantallamiento de cables coaxiales perforados. el modelo de conformado electromagnético calcula la fuerza de lorentz impulsora del proceso y estima a su vez la frecuencia óptima a la que puede obtenerse la deformación máxima de la pieza. La principal ventaja del método es que proporciona una relación explícita entre la capacidad del banco de condensadores y la frecuencia de la descarga, que es un parámetro clave en el diseño de un sistema de conformado electromagnético. El uso de la formulación regularizada en esta aplicación pone de manifiesto su excelente comportamiento en problemas de baja frecuencia (cuasi-estáticos). el segundo modelo presentado en este trabajo calcula la impedancia de transferencia de los apantallamientos perforados de cables coaxiales. Este modelo reproduce el comportamiento en alta frecuencia de la impedancia de transferencia con mayor precisión que los métodos encontrados en la literatura y, además, es capaz de analizar una mayor variedad de geometrías y materiales.
Datos académicos de la tesis doctoral «Regularized maxwell equations and nodal finite elements for electromagnetic field computations in frequency domain«
- Título de la tesis: Regularized maxwell equations and nodal finite elements for electromagnetic field computations in frequency domain
- Autor: Rubén Otín Fortuño
- Universidad: Politécnica de catalunya
- Fecha de lectura de la tesis: 04/05/2011
Dirección y tribunal
- Director de la tesis
- Eugenio Oñate Ibáñez De Navarra
- Tribunal
- Presidente del tribunal: Juan manuel Rius casals
- Luis Emilio Garcia castillo (vocal)
- (vocal)
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