Отправляет email-рассылки с помощью сервиса Sendsay
  Все выпуски  

Компьютерное моделирование электромагнитных полей


Здравствуйте, уважаемые подписчики!

 

Сегодня я хочу обратить ваше внимание на программный пакет Meep.

Meep (или MEEP) – это сокращение от MIT Electromagnetic Equation Propagation. Пакет Meep – это бесплатный программный пакет для конечно-разностного моделирования во временной области (FDTD) электромагнитных систем. Пакет разработан в Массачусетском технологическом институте Massachusetts Institute of Technology. Основная информация о пакете:

  • Бесплатный программный пакет, который распространяется по лицензии GNU GPL.
  • Позволяет проводить моделирование одномерных (1D), двухмерных (2D), трехмерных (3D) систем, а также систем в цилиндрических координатах.
  • Позволяет проводить параллельные вычисления с распределенной памятью на любых системах, поддерживающих стандарт MPI. Работает на любых Unix-подобных системах (например, GNU/Linux).
  • Позволяет задавать произвольные значения диэлектрической проницаемости ε и магнитной проницаемости μ, включая дисперсию (зависимость этих величин от частоты ε(ω) и μ(ω)), включая потери (как положительные, так и отрицательные) и нелинейность (типа Керра или Покельса) диэлектрических и магнитных материалов, а также электрическую и магнитную проводимость σ.
  • Позволяет задавать поглощающие граничные условия в виде PML слоев, а также периодические граничные условия Блоха.
  • Позволяет использовать симметрию задачи для уменьшения размера расчетной области – четную и нечетную зеркальную симметрию, а также симметрию вращения на 90 или 180 градусов.
  • Поддерживает создание и использование скриптов – как с использованием языка Scheme, так и вызываемых как библиотека C++.
  • Поддерживает вывод рассчитанных полей в стандартном научном формате данных HDF5, который поддерживается большинством средств визуализации.
  • Позволяет задавать произвольное распределение материалов и источников.
  • Включает полезные надстройки для анализа рассчитанных полей, такие как анализ спектра, извлечение данных на заданных частотах, и вычисление интегралов энергии. Функции полностью программируемые.
  • Поддерживает многопараметрическую оптимизацию, поиск корней, интегрирование, и т.п.

 

Конечно-разностное моделирование электромагнитного поля во временной области (FDTD моделирование) предполагает прямое пошаговое (во времени) решение уравнений Максвелла в некоторой ограниченной расчетной области. Фактически, это разновидность численного эксперимента. Такое моделирование можно использовать для расчета большого количества полезных характеристик, но основные, наиболее часто используемые приложения, это:

  • Расчет спектров отражения и прохождения – проводится путем моделирования прохождения по системе короткого импульса и последующим вычислением Фурье-преобразования рассчитанных полей. Один единственный прогон импульса может дать информацию об амплитудах рассеянных полей в широком диапазоне частот.
  • Расчет резонансных частот и соответствующих им мод – проводится путем моделирования прохождения по системе короткого импульса с последующим вычислением скорости затухания на различных частотах и расчетом полей гармонических мод системы (включая как волноводы, так и резонаторы, а также включая системы с потерями).
  • Расчет распределений полей, возникающих в результате воздействия произвольных источников.

 

Программируемый интерфейс Meep позволяет проводить как перечисленные, так и многие другие виды вычислений на основе результатов FDTD моделирования электромагнитной системы.

Англоязычная страница пакета со ссылками на архив и мануал: http://ab-initio.mit.edu/wiki/index.php/Meep

 

 

Эту и другие интересные статьи по теме компьютерного моделирования вы можете найти на сайте: http://sites.google.com/site/komputernoemodelirovanie/

 

С уважением,

Ведущий рассылки Александр Бровко

mailto: brovkoav@gmail.com

 

Другие проекты автора:

Сайт «Инвестиции в недвижимость»: http://sites.google.com/site/investiciivnedvizimost/

Сайт «Биржа ФОРЕКС»: http://sites.google.com/site/birzaforeks/

Сайт «О психологии просто…»: http://sites.google.com/site/opsihologiiprosto/

 


В избранное