Beschreibung

Als Weiterführung zu „Computational Electromagnetics 1“ geht es um ein noch detaillierteres Verständnis der wichtigsten numerische Methoden zur Lösung elektromagnetischer Feldprobleme mit dem finalen Ziel der eigenen Implementierung mittels Computerprogramm. Die Programmierung soll dabei sinnvollerweise in MATLAB erfolgen, um möglichst schnell erste Erfolge zu erzielen, und das berechnete Feld direkt zu visualisieren.
Computerorientierte Berechnungsverfahren für elektromagnetische Felder gehören mit zu den wichtigsten Entwurfswerkzeugen für Bauelemente z.B. der Mikrowellentechnik, der angewandten Optik, aber auch der Energietechnik. Diese Veranstaltung erläutert die verschiedenen Formulierungen des quasi-statischen Feldproblems und setzt diese mit den entsprechenden Lösungsverfahren in Beziehung.
Im Detail werden folgende Methoden und deren Implementierung erörtert:
1. Methode der Finiten Differenzen, kurz FDM (für den quasi-statischen und den elektrodynamischen Fall)
Hierbei wird eine spezielle im Fachgebiet entwickelte Variante, die schaltungs-basierten Finiten Differenzen (Equivalent-Circuit based Finite-Difference Time-Domain, kurz EC-FDTD) behandelt.
2. Finite Elemente Methode, kurz FEM (für den quasi-statischen Fall)
3. Momenten-Methode, kurz MoM (für den quasi-statischen Fall), auch Randwertmethode (Boundary Element Method, kurz BEM) genannt.