
<p>Das Lösen der Maxwell'schen Feldgleichungen stellt Forschende unterschiedlicher Themengebiete immer wieder vor große Herausforderungen. Neben analytischen Lösungen für "einfache Szenarien", wie z.B. der Hohlleiter oder der dielektrische Wellenleiter, sind es vor allem die numerischen Verfahren, welche heutzutage in der Wissenschaft und Industrie Feldberechnungen komplexer Szenarien ermöglichen.Die vorliegende Arbeit stellt die zweidimensionale Scattering Element Method (SEM) als numerisches Verfahren vor. Das Hauptmerkmal dieser Methode ist, dass der zu simulierende Raum mit Streumatrizen (scattering matrices) diskretisiert wird. In der Literatur ist dieses Verfahren bisher unter der Transmission Line Matrix (TLM) (-Methode) bekannt. Bei der TLM wird die Einheitszelle mit Leitungen modelliert.In dieser Arbeit wird für die Modellierung der Einheitszelle im Frequenzbereich ein allgemeinerer Ansatz, nämlich das Abtasten einer zweidimensionalen Wellenfunktion verfolgt. Es zeigt sich dabei, dass es neben der klassischen TLM noch eine weitere valide Lösung der Einheitszelle gibt - die Wave Sampling Matrix (WSM). Die WSM und die TLM unterscheiden sich vor allem im Dispersionsverhalten voneinander. Da die WSM nicht aus einem Leitungsmodell hervorgeht und das Dispersionsverhalten der beiden Zellen unterschiedlich ist, wird die SEM als neuer Oberbegriff für diese Kategorie von numerischen Verfahren eingeführt, wobei in dieser Arbeit speziell die Frequency Domain -SEM (FDSEM) mit der WSM zum Einsatz kommt.Die SEM bzw. speziell die FDSEM bietet mit ihrem Portformalismus der Streumatrizen neue Möglichkeiten zum Lösen großskaliger Simulationen. Ein bekanntes Problem solcher Simulationen ist u.a. der enorme Speicherbedarf, der beim direkten Lösen der entsprechenden Gleichungssysteme entsteht. In dieser Arbeit wird deshalb ein Teile-und-herrsche-Ansatz verfolgt, bei dem sich der zu simulierende Bereich zunächst in beliebig viele und voneinander unabhängige Teilbereiche segmentie
Page Count:
166
Publication Date:
2023-02-03
ISBN-10:
373696739X
ISBN-13:
9783736967397
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