Aperfeiçoamento do método FETD para simulação de descargas elétricas não-lineares

Abstract

Resumo : A simulação de efeitos eletromagnéticos não-lineares não é uma tarefa trivial, porém, é uma necessidade das ciências e tecnologias nos dias de hoje. No presente trabalho, uma nova metodologia de cálculo é apresentada utilizando o método dos elementos finitos no domínio do tempo modificado através de um novo tratamento vetorial dos campos elétricos, em conjunto com equações eletromagnéticas nãolineares extraídas da física dos plasmas para a simulação de descargas. Baseado em um experimento real de um dispositivo de geração de pulsos de alta corrente, foi construído um modelo computacional simplificado do mesmo ao qual foi aplicado o método. Um ajuste prévio das propriedades físicas do plasma foi realizada e posteriormente efetuado uma seqüência de simulações variando-se alguns parâmetros chave, onde o objetivo é ajustá-los de forma a aproximar a simulação da resposta real. Ao final, as curvas simuladas são comparadas com a curva real do dispositivo através de uma análise matemática e as devidas conclusões são apresentadas

Abstract : The simulation of electromagnetic effects is not an easy task, however, it is a need of science and technology nowadays. In this work, a new math methodology is presented using the finite element in time domain modified by a new vector treatment of electric fields and electromagnetic equations extracted from nonlinear plasma physics, in order to simulate electrical discharges. Based on a real experiment of a high current pulse generator device, a simplified computational model was built and the new method was applied. A previous adjust of the plasma physical properties was made, followed by a sequence of simulations varying some key-parameters, where the main goal is to calculate them in order to approach the simulation with the real response. At the end of work, the simulated curves are compared with the real device waveform with a mathematical analysis and the conclusions are presented