Programiranje metode konačnih diferencija

Prikazani su podaci za akademsku godinu: 2024./2025.

Nositelji

Akademik prof. dr. sc.
Zvonimir Šipuš

Opis predmeta

Rješavanje elektromagnetskih problema pomoću parcijalnih diferencijalnih jednadžbi. Metoda konačnih diferencija (FD), točnost i stabilnost metode. Metoda konačnih diferencija u vremenskoj domeni (FDTD), tehnika konačnih integrala (FIT), numerička stabilnost i disperzija kod FDTD metode, meki i tvrdi modeli izvora, apsorbirajući rubni uvjeti. Primjeri uporabe FD i FDTD metode: analiza mikrotrakaste prijenosne strukture i analiza valovodne strukture.

Preduvjeti

Osnovna znanja iz predmeta Matematička analiza 1 i Matematička analiza 2

Studijski programi

Sveučilišni diplomski
[FER3-HR] Audiotehnologije i elektroakustika - profil
Izborni predmeti (1. semestar) (3. semestar)
[FER3-HR] Automatika i robotika - profil
Izborni predmeti (1. semestar) (3. semestar)
[FER3-HR] Elektroenergetika - profil
Izborni predmeti (1. semestar) (3. semestar)
[FER3-HR] Elektroničko i računalno inženjerstvo - profil
Izborni predmeti (1. semestar) (3. semestar)
[FER3-HR] Elektronika - profil
Izborni predmeti (1. semestar) (3. semestar)
[FER3-HR] Elektrostrojarstvo i automatizacija - profil
Izborni predmeti (1. semestar) (3. semestar)
[FER3-HR] Informacijsko i komunikacijsko inženjerstvo - profil
Izborni predmeti (1. semestar) (3. semestar)
[FER3-HR] Komunikacijske i svemirske tehnologije - profil
Izborni predmeti (1. semestar) (3. semestar)
[FER3-HR] Programsko inženjerstvo i informacijski sustavi - profil
Izborni predmeti (1. semestar) (3. semestar)
[FER3-HR] Računalno inženjerstvo - profil
Izborni predmeti (1. semestar) (3. semestar)
[FER3-HR] Računalno modeliranje u inženjerstvu - profil
Izborni predmeti (3. semestar)
Izborni predmeti profila (3. semestar)
[FER3-HR] Računarska znanost - profil
Izborni predmeti (1. semestar) (3. semestar)
[FER3-HR] Znanost o mrežama - profil
Izborni predmeti (1. semestar) (3. semestar)
[FER3-HR] Znanost o podacima - profil
Izborni predmeti (1. semestar) (3. semestar)

Ishodi učenja

  1. odabrati prikladnu numeričku metodu za analizu antena i raspršivača
  2. opisati osnovne pojmove vezane uz metodu konačnih razlika
  3. procijeniti ograničenja metode konačnih razlika
  4. primijeniti komercijalni elektromagentski simulator zasnovan na metodi konačnih razlika za analizu inženjerskih problema
  5. razviti program za analizu jednostavnih EM problema pomoću metode konačnih razlika
  6. Usporediti različite numeričke sheme bazirane na metodi konačnih razlika

Oblici nastave

Predavanja

--

Auditorne vježbe

--

Samostalni zadaci

--

Tjedni plan nastave

  1. Uvod u parcijalne diferencijalne jednadžbe; metoda konačnih razlika (FD)
  2. Metoda konačnih razlika: Točnost i stabilnost rješenja; von Neumannova metoda
  3. Metoda konačnih razlika: Točnost i stabilnost rješenja; von Neumannova metoda
  4. Primjene: prijenosne linije proizvoljnog presjeka
  5. Primjene: širenje valova u višeslojnim strukturama
  6. Primjene: širenje elektromagnetskog impulsa velike snage u optičkim vlaknima
  7. Metoda konačnih razlika u vremenskoj domeni (FDTD): jednodimenzionalna formulacija
  8. Međuispit
  9. Metoda konačnih razlika u vremenskoj domeni (FDTD): trodimenzionalna formulacija, Yeeova ćelija
  10. Metoda konačnih razlika u vremenskoj domeni: točnost, stabilnost i disperzija; apsorpcijski rubni uvjeti; modeli mekih i tvrdih izvora
  11. Primjene: širenje valova u valovodnim komponentama
  12. Primjene: analiza i dizajn antena
  13. Metdoda konačnih integrala (FIT). Yeeov par ćelija; konstrukcija programa zasnovanog na metodi konačnih integrala
  14. Metdoda konačnih integrala (FIT). Yeeov par ćelija; konstrukcija programa zasnovanog na metodi konačnih integrala
  15. Završni ispit

Literatura

M.N.O. Sadiku (2015.), Numerical Techniques in Electromagnetics with MATLAB, CRC Press
A. Taflove and S.C. Hagness (2005.), Computational Electrodynamics: The Finite-Difference Time-Domain Method, Artech House
A.F. Peterson, S.L. Ray and R. Mittra (1998.), Computational Methods in Electromagnetics, IEEE Press
W.L. Stutzmann and G.A. Thiele, (2012.), Antenna Theory and Design, Wiley

Izvedba

ID 222694
  Zimski semestar
5 ECTS
R2 Engleski jezik
R1 E-učenje
45 Predavanja
0 Seminar
0 Auditorne vježbe
13 Laboratorijske vježbe
0 Konstrukcijske vježbe
0 Vježbe tjelesnog odgoja

Ocjenjivanje

izvrstan
vrlo dobar
dobar
dovoljan

Sličan predmet