Modelagem de materiais girotrópicos para simulação numérica através do método Fetd

Abstract

Resumo: Esta dissertação trata da formulação e implementação de um meio girotrópico ferrimagnético (ferrite) no método numérico de análise eletromagnética por elementos finitos no domínio do tempo (FETD). A formulação apresentada neste trabalho compreende a natureza anisotrópica de tal material e trata da dependência com a freqüência usando pólos e resíduos. A eficiência computacional é otimizada ao usar cinco pólos de valores constantes, sendo um na origem, dois reais e dois imaginários. São realizadas simulações para validar a formulação utilizando a estrutura de um circulador de três portas, e são verificadas as influências dos diversos parâmetros no desempenho da formulação. A estabilidade numérica é mantida, assim como o bom desempenho computacional e a anisotropia magnética do material.

Abstract: This work discusses the formulation and implementation of a ferromagnetic medium (ferrite) in the numeric analysis method for electromagnetic waves of the finite element time domain (FETD). The formulation presented in this paper comprehends the anisotropic nature of such material and treats of its frequency dependence using poles and zeros. The computational performance is thus optimized by using five poles, being one in the origin, two reals and two imaginary. Simulations are carried through in order to validate the formulation, using a known three-port circulator, and the various influences of the parameters are verified in the performance of the formulation. The numerical stability for this method is maintained, as well as a satisfactory computational performance and material anisotropy.