17295

1871 دكتري

دكتري

مخابرات ميدان و موج

اصفهان : دانشگاه صنعتي اصفهان

1400

دوازده، [125]ص. : مصور، جدول، نمودار

محسن مداح علي

مجتبي مداح علي، احمد بخت افروز

ابوالقاسم زيدآبادي نژاد، ذاكرحسين فيروزه، مجتبي دهملائيان

1400/11/29

كتابنامه

مهندسي برق

مهندسي برق و كامپيوتر

1400/11/30

2802676

در مسائل پراكندگي امواج الكترومغناطيسي هنگامي كه جسم موردنظر پيچيده و از نظر الكتريكي بزرگ باشد، حل مسئله آن‌قدر زمان‌بر و از نظر محاسباتي هزينه‌بر است كه استفاده از هر دستاويزي را كه به حل ساده‌تر و سريع‌تر مسئله كمك نمايد، توجيه مي كند. پيچيده‌بودن جسم ممكن است حالات مختلفي را شامل شود كه دارا‌بودن هندسه‌ي نامتعارف، جنس خاص و يا دارا‌بودن لايه يا لايه‌هايي از پوشش عايقي به‌عنوان جاذب، نمونه‌هايي از آن هستند. در اين رساله، تمركز بر حل پربازده مسئله‌ي پراكندگي امواج از اجسام بزرگي است كه داراي تركيب خاصي از انواع پيچيدگي‌هاي نامبرده بوده و طيف وسيعي از اهداف راداري را شامل مي‌شوند. از نظر جنس و پوشش عايقي، فرض بر اين است كه جسم يا رساناي الكتريكي كامل (PEC) بوده و يا با سطحي با شرط مرزي امپدانسي(IBC) مي‌توان آن را مدل كرد. همچنين، از نظر هندسي اين اجسام نامتعارف، حداقل در بخشي از ساختارشان، حول يك محور، متقارن و يا اصطلاحاً BoR بوده و در ساير اجزا، بدون تقارن محوري يا اصطلاحاً non-BoR هستند. هنگامي كه يك جزء از جسم داراي هندسه‌اي با تقارن محوري باشد، روش BoR-MoM نسبت به حل ممان معمولي در آن جزء، از نظر محاسباتي بسيار به‌صرفه‌تر است، اما دارابودن اجزاي non-BoR، مانع حل يك‌دست مسئله با اين روش بهينه مي‌شود. در مسئله‌ي موردنظر در اين رساله، بزرگ‌بودن جسم از يك‌سو و دارابودن هندسه‌اي تركيبي از سوي ديگر، ضرورت به‌كار‌بردن روشي در حل مسئله كه برمبناي تجزيه‌ي جسم به اجزاي كوچك‌تر باشد را آشكار مي‌سازد. به‌اين‌منظور، روش تجزيه به نواحي(DDM) روشي شناخته شده است كه علاوه بر فراهم‌آوردن امكان حل با روش‌هاي متنوع در نواحي مختلف جسم، از طريق امكانات و مزايايي مانند پردازش موازي و الگوريتم تكرار بين نواحي، به افزايش سرعت و كاهش حجم حافظه‌ي موردنياز منجر مي‌گردد. در اين رساله تلاش شده است كه براي جسم مركب از اجزاي با و بدون تقارن محوري، با استفاده از روش تجزيه به نواحي بر پايه معادلات انتگرالي، امكان حل متفاوت (BoR-MoM و ممان معمولي با توابع RWG) در دو ناحيه‌ي جسم فراهم گردد، به‌گونه‌اي كه خواص مهم و مزاياي روش تجزيه به نواحي حفظ شود. در گام اول اين كار براي جسم PEC انجام شده و در گام بعدي براي حالت شرط مرزي امپدانسي توسعه داده شده است. در نهايت، در يك گام پيش‌رونده، روش‌هاي توسعه‌يافته در گام‌هاي قبل توسط يك ايده‌ي جديد ارتقا يافته‌اند، تا بازده محاسباتي و سرعت حل مسئله را بيش از پيش بهبود بخشند.

When numerical methods are used for analyzing scattering from large and complex objects, computational costs dramatically increase. These complexities may contain having non-conformal geometries, special materials or coatings. This dissertation is focused on efficient scattering analysis of a large portion of objects which have some special complexities. Specifically, these large objects are perfect electric conductor (PEC) or can be modeled by impedance boundary condition (IBC), while having a combinational BoR-and-Non-BoR structure. A BoR is a rotationally symmetric object, which can be analyzed efficiently by BoR-MoM with considerably decreased number of unknowns. For compound structures, this analysis can not be done completely by BoR-MoM, however, using multi-solver algorithms such as domain decomposition method (DDM), can pave the way for combining various solving strategies in different sub-domains. In this dissertation, integral equation based DDM (IE-DDM) is utilized for combining ordinary MoM with BoR-MoM for scattering analysis of combinational BoR-and-Non-BoR structures. In the first step, this is done for PEC objects, and in the second step, the method is developed for impedance boundary conditions. Finally, in an extra work, the computational efficiency of the both methods are enhanced by an innovative approach.

محسن مداح علي

مجتبي مداح علي، احمد بخت افروز

ابوالقاسم زيدآبادي نژاد، ذاكرحسين فيروزه، مجتبي دهملائيان