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电磁场中有关界面问题数值方法的研究

作　者: 楚豫川
导　师: 曹勇
学　校: 哈尔滨工业大学
专　业: 机械电子工程
关键词: IFE-PIC ABC 开区域阶跃面
分类号: O441.4
类　型: 硕士论文
年　份: 2009年
下　载: 81次
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内容摘要

从1965年有限元方法被应用在电机工程中以来,有限元方法逐渐成为模拟电磁问题的一个强有力的工具。随着有限元工具在电磁场中的广泛应用,无穷远边界和模拟区域的界面问题的研究与解决受到了广泛的关注和重视。本课题基于IFE-PIC方法在等离子体模拟中的应用,完成了无穷远边界条件的处理和阶跃面的处理。比较验证了IFE方法在处理interface网格单元时的优点。在无穷远边界的处理过程中,对比选择了目前常用的无穷远边界的处理方法,最终本课题采用ABC方法来处理无穷远边界条件,完善了求解器求解非对称方程的功能,程序的开发采用Fortran语言来实现。完成程序编写以后,通过模拟简单的情况并与理论解对比来测试模拟效果。在四边形网格下,完成对模拟区域内界面问题的处理,针对界面电势出现跳跃时的情况,对界面网格单元的矩阵方程添加相应的右端向量来实现对阶跃面网格单元的求解。通过对简单的模拟区域进行模拟,并且与相应的理论解对比可以知道,本课题对于无穷远边界和阶跃面的处理达到了理想的效果。

全文目录

摘要  4-5
ABSTRACT  5-6
ACKNOWLEDGEMENTS  6-9
NOMENCLATURE  9-10
LIST OF TABLES  10-11
LIST OF FIGURES  11-13
1. Introduction  13-21
  1.1 The background of the research  13-16
  1.2 The motivations and objectives of this thesis research.  16-17
  1.3 Development status in related fields  17-21
2. The Immersed Finite Element Method  21-28
  2.1 The advantage of IFE method  21-24
  2.2 Comparison between interface elements methods  24-27
  2.3 Summary of this chapter  27-28
3. Asymptotic Boundary Conditions for Open Boundary Problems  28-41
  3.1 Asymptotic Boundary Conditions Method  28-31
  3.2 Symmetric matrix and nonsymmetric matrix  31-34
  3.3 Test the accuracy of Infinite boundary conditions  34-41
4. Methods On Surface Jump Problem  41-58
  4.1 Introduction of Surface Jump Problem  41-43
  4.2 Surface Jump problem using Finite Difference Method  43-46
  4.3 The IFE method on interface problem  46-52
  4.4 The process of adding surface jump conditions  52-54
  4.5 Test the IFE method on non-homogeneous problem  54-58
5. Conclusions And Future Works  58-60
  5.1 Conclusions  58
  5.2 Future Works  58-60
REFERENCES  60-64
RESUME  64-65

电磁场中有关界面问题数值方法的研究

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