hjelp med 3D FDTD

[lorinsz]

Hei Alle,

Jeg er nå gjøre et kurs prosjekt med 3D FDTD simulering for å finne eigenfrequencies av en rektangulær hulrom.Det bør være en lett jobb.Men uansett hva slags kilder og celle størrelse jeg bruker den endelige resultatene ikke samsvarer med analytiske løsninger i det hele tatt.Jeg er nå svært forvirret.Kan du hjelpe meg litt?

hulrom geometrioversettelse størrelse:

x-aksen (høyde): 3 cm
y-aksen (bredde): 4 cm
z-aksen (lengde): 5 cm

cellen størrelse velger jeg er delta_x (= delta_y = delta_z) = 2,5 mm
nx = 12, ny = 16, nz = 20;

Dette hulrom er tapsfri og fylles med luft.Analytiske resultater er omtrent slik:
f1 = 4.xxGHz, F2 = 5.xxGHz ......

Mine resultater er ganske stor til 10.xxGHz, og større og større ...

Jeg koblet min matlab filen og hvis du kan hjelpe meg, jeg virkelig setter pris på det.(type "hulrom" for å kjøre)

For øvrig, kilden til opphisse av hulrom velger jeg er en differensial Gaussian pulse gjeldende langs z-aksen.Du kan se dette i min kode.Dette er egentlig en annen ting som gjør meg forvirret.Jeg donot kjenner excitation vil eller ikke påvirke min simulering resultater.Jeg gang prøvd en tilfeldig verdi på hver node inne i hulrom, og fikk forskjellige eigenfrequencies.Av coz, er de ikke riktig heller.
Beklager, men du må logge inn for å vise dette vedlegget

 

[maaz.rasheed]

lorinsz wrote:

Hei Alle,Jeg er nå gjøre et kurs prosjekt med 3D FDTD simulering for å finne eigenfrequencies av en rektangulær hulrom.
Det bør være en lett jobb.
Men uansett hva slags kilder og celle størrelse jeg bruker den endelige resultatene ikke samsvarer med analytiske løsninger i det hele tatt.
Jeg er nå svært forvirret.
Kan du hjelpe meg litt?hulrom geometrioversettelse størrelse:x-aksen (høyde): 3 cm

y-aksen (bredde): 4 cm

z-aksen (lengde): 5 cmcellen størrelse velger jeg er delta_x (= delta_y = delta_z) = 2,5 mm

nx = 12, ny = 16, nz = 20;Dette hulrom er tapsfri og fylles med luft.
Analytiske resultater er omtrent slik:

f1 = 4.xxGHz, F2 = 5.xxGHz ......My results are quite large as to 10.xxGHz, and larger and larger...

Jeg koblet min matlab filen og hvis du kan hjelpe meg, jeg virkelig setter pris på det.
(type "hulrom" for å kjøre)For øvrig, kilden til opphisse av hulrom velger jeg er en differensial Gaussian pulse gjeldende langs z-aksen.
Du kan se dette i min kode.
Dette er egentlig en annen ting som gjør meg forvirret.
Jeg donot kjenner excitation vil eller ikke påvirke min simulering resultater.
Jeg gang prøvd en tilfeldig verdi på hver node inne i hulrom, og fikk forskjellige eigenfrequencies.
Av coz, er de ikke riktig heller.

 

[lorinsz]

takk.

 

[jithesh]

Hei

Fra første titt hva jeg mener er at du ikke har implementert en domenekontroller oppsigelse forhold (som ABCs) i koden din.
Dette vil definitivt føre til erraneous resultater.
Du kan bruke absorberende betingelser som Mur, PML, Higdon, Liao etc.

En annen ting jeg observert, er at du har brukt så mange uønskede arrays (som exini, eyini, ezini osv. Disse kan erstattes med ex, ey, ez etc. (Faktisk vil den ikke gjøre noen forskjell i resultatene).

Med vennlig hilsen
JitheshLagt til etter 34 minutter:Hei

Bruker du PEC vegger å avslutte din databehandling domene?
I så fall trenger du ikke å bruke andre boundary tilstand (f.eks PML).Hilsen
Jithesh

 

[lorinsz]

Hei,

Først av alt, takk for ditt innlegg.

Ja, jeg implementert PEC boundary å avslutte hulrom, kan du se at jeg ikke oppdaterer grensen noder i min kode.

Som for den uønskede variabler som exini, eyini og ezini, ja, de er ikke nødvendig.

 

[jithesh]

Hei,

Hvorfor ikke prøve Matlab koden (3D) som tilbys av Taflove (som leveres sammen med andre eller tredje utgaver av hans lærebok: Beregningsorientert Electrodynamics: The FDTD Method)?
Det er også modeller en hulrom støttet av PEC vegger.
Koden er tilgjengelig i EDA bord.

Med vennlig hilsen
Jithesh

 

[lorinsz]

Ja, jeg har prøvd det.

Men de endelige resultatene er heller ikke riktig.Kanskje jeg gjorde feil i Fourier transformering.

 

[rrumpf]

Beklager for å være lat, men jeg har ikke sett på koden din.Hvis du er ny på FDTD må du være svært forsiktig med å implementere PEC boundary tilstand.Det er ikke tilstrekkelig å anta felt på utsiden av rutenettet er ingen grunn til staggered natur som Yee rutenettet.Hvis du gjør dette, vil du faktisk ha en PEC grensen langs 3 grenser og en perfekt magnetiske conductor (PMC) langs de tre andre grenser.Du skal kunne kjenne at du har PMC fordi elektrisk felt vil ha store verdier helt opp til grensen som om de går rett igjennom den.Den elektriske feltet vil være null på et PEC grensen.

Også når computing eigen-frekvenser er det viktig å opphisse den resonator med et felt som er i stand til å opphisse modusen.For eksempel, hvis du brukte en enkel single-point dipole kilde, men plassert den der en modus er null, vil den ikke opphisse at modus.Jeg foreslår å bruke fem til ti dipole kilder spredt tilfeldig rundt resonator.

Har du tilstrekkelig rutenettet oppløsning?

Jeg regner med at du spiller inn svaret på flere punkter i resonator, databehandling fft's, legge dem opp, og søker toppene i fft.Hvordan gjør du dette?Er du interpretting din FFT riktig?Er svarene riktig, men av ved noen konstant faktor?

-Tips

 

[lorinsz]

Takk for svar.

Men jeg er ikke helt klart om PMC boundary du sa, faktisk har jeg ikke noe PMC her og H-feltet ligger i sentrum av de seks ansikter av en kube, så på grensen overflaten der shoud være noen H feltet men bare E-feltet .Lagt til etter 4 timer 22 minutter:Code:Ns = 2 ^ nextpow2 (maxstep);

eft1 = fft (erec1, NS) / nmax;

eft2 = fft (erec2, NS) / nmax;

eft3 = fft (erec3, NS) / nmax;

eft4 = fft (erec4, NS) / nmax;

eft5 = fft (erec5, NS) / nmax;

Fs = 1/dt;

freq = Fs / 2 * linspace (0,1, NS / 2);

S = abs (eft1 (1: NS / 2)) abs (eft2 (1: NS / 2)) abs (eft3 (1: NS / 2)) abs (eft4 (1: NS / 2)) abs (eft5 (1: NS / 2));

Figuren; tomten (freq, S, 'r'); rutenett på;

 

[babinton]

Hallo,
du må være forsiktig når implementere beregningsformelen domene, hvis hulrom fylt opp hele din fdtd domene deretter U trenger ikke å bruke noen ABC på grensen,
med unntak av de PEC BC som vil representere veggene i hulrom, Men hvis hulrom ikke fylle hele domenet, må du bruke ABC til å si beregningsformelen domene.Du må passe på at refleksjon fra grensen av domenet er liten nok (0,001%), slik at med tiden det spredd tilbake til plasseringen av hulrom det ikke vil forurense resultatet av beregningen.Også, som rrumpf

sagt, må du passe på at PEC vegger av hulrom virkelig PEC og det er ingen element av PMC på it.That er å si at oppdateringen av magnetiske felt kan ikke være null i nærheten av eller på veggene i hulrom og at det elektriske feltet er virkelig null på veggen av hulrom.Sjekk frekvens spekter av din kilde for å sikre at dets båndbredde omfatter frekvens spektrum du er interessert i og sørg for at rutenettet cellen er den riktige størrelsen kreves for simulering og at tidspunktet for simulering er nok for transientresponsen å dø ut forlater bare jevn statlig løsning.
Hilsen