Inclusão do meio UPML no método dos elementos finitos no domínio do tempo aplicado ao eletromagnetismo

Abstract

Resumo: Esta dissertação trata da formulação e implementação de um meio absorvente perfeitamente casado (UPML) no método numérico de análise eletromagnética por elementos finitos no domínio do tempo. A formulação proposta neste trabalho trata da dependência da freqüência usando pólos e resíduos e aplica a transformação bilinear para garantir a estabilidade numérica. Além disso, a eficiência computacional do algoritmo é otimizada ao se utilizar apenas três pólos de valores constantes, sendo um na origem e outros dois de valores reais negativos. A variação gradual da absorção é obtida através da correspondente variação dos resíduos, sem alterar os valores dos pólos. São realizadas simulações para validar a formulação e verificados a influência dos diversos parâmetros no desempenho da formulação. A estabilidade numérica é mantida nesta formulação, assim como o bom desempenho computacional e capacidade de absorção das ondas eletromagnéticas

Abstract: This work concerns with the formulation and implementation of an absorbing medium, the uniaxial perfect mached layer (UPML), in the FETD (finite element time domain) method. The formulation proposed in this paper addresses the dependence of the frequency using poles and waste and applies the bilinear transformation to ensure numerical stability. Moreover, the efficiency of computational algorithm is optimized by using only three poles of constant values, one in origin and other two of negative real values. The gradual change of absorption is obtained through the corresponding variation of waste, without changing the values of poles. Simulations are executed to validate the formulation and check the influence of various parameters in the performance of the formulation. The numerical stability is maintained in this formulation, as well as the computational performance and capacity for absorption of electromagnetic waves