Finite element modeling of electromagnetic radiation/scattering problems by domain decomposition

---

Tezin Türü: Doktora

Tezin Yürütüldüğü Kurum: Orta Doğu Teknik Üniversitesi, Mühendislik Fakültesi, Elektrik ve Elektronik Mühendisliği Bölümü, Türkiye

Tezin Onay Tarihi: 2007

Tezin Dili: İngilizce

Öğrenci: ÖZLEM ÖZGÜN

Danışman: MUSTAFA KUZUOĞLU

Açık Arşiv Koleksiyonu: AVESİS Açık Erişim Koleksiyonu

Özet:

Sonlu Elemanlar Yöntemi (SEY), gelişigüzel şekil ve materyal özelliklerinesahip cisimlerden oluşan açık-bölge elektromanyetik ışınım/saçılım problemleriiçin geçerli olan dalga yayılım denklemlerini çözen güçlü bir sayısal yöntemdir.Yüksek frekans uygulamalarındaki problemlerin SEY ile çözümü sırasında,elektriksel olarak büyük hesaplama bölgeleri, yani çok miktarda bilinmeyenortaya çıkmaktadır. Bu tip problemlerin sayısal olarak çözümü en sonteknolojiye sahip bilgisayarlarda bile mümkün olmamaktadır. Büyük SEYproblemini çözmenin bir yolu, Bölge Ayrışım Yöntemi (BAY)'ne başvurmaktır.BAY, büyük SEY problemini herbiri bağımsız olarak çözülebilen birbirine bağlıçok sayıda alt-probleme ayrıştırmakta ve böylece bellek ihtiyacını da büyükölçüde azaltmaktadır. Bu tezde, iki ve üç boyutlu ışınım/saçılım problemlerininSEY ile çözümü için iki yeni BAY geliştirilmiştir (FB-DDM ve ILF-DDM). Buamaçla, iki boyutlu problemler için üçgen elemanlar kullanan bir SEY programı(FEMS2D); üç boyutlu problemler için ise yüzeyleri üçgen olan dört yüzlü kenarelemanlar kullanan bir SEY programı (FEMS3D) geliştirilmiştir. Işınım/saçılımprobleminin sınırsız bölgesi ve BAY'lerdeki alt-bölgelerin sınırları, soğuran birkatman olan Tamamen Eşlenmiş Katman (TEK) ile sonlandırılmaktadır. TEK,iki yeni yaklaşımla dizayn edilmektedir: Yerel-uyumlu TEK ve Çok-merkezliTEK. Bu yöntemler, hesaplanması zor ve süreksiz eğriliğe sahip şekillerüzerindeki konformal TEK tasarımını mümkün kılan yerel-tanımlı bir komplekskoordinat dönüşümüne dayanmaktadır. Ayrıca, bu yöntemlerin uygulanabilmesiiçin kompleks düğümsel koordinatlara sahip elemanlar kullanılmasına dayanankompleks uzay SEY kavramı sunulmaktadır. BAY'lerin ve TEK yöntemlerininbaşarısı çok sayıda uygulamada sayısal olarak incelenmektedir.Anahtar Kelimeler: Elektromanyetik Işınım/Saçılım, Sonlu Elemanlar Yöntemi,Bölge Ayrışım Yöntemi, Tamamen Eşlenmiş Katman