Was ist Computerelektromagnetik?
Computational Electromagnetics, das auch häufig als elektromagnetische Modellierung oder Computerelektrodynamik bezeichnet wird, ist ein Physikfeld, mit dem Wissenschaftler das Verhalten elektromagnetischer Wellen vorhergesagt und beschreiben können, wenn sie mit physikalischen Objekten in Kontakt kommen. Wissenschaftler können bei der Untersuchung einer elektromagnetischen Welle rechnerische Elektromagnetik verwenden, obwohl sie am häufigsten bei der Untersuchung von Funkwellen oder Mikrowellen verwendet wird. In diesen Fällen wird die elektromagnetische Theorie häufig verwendet, um Wissenschaftlern zu helfen, bessere Antennen- und Kommunikationsgeräte zu entwickeln. Um diese komplexen Gleichungen zu modellieren, benötigen Wissenschaftler die Verwendung leistungsstarker Computer.
Wissenschaftler, die in der Computerelektrodynamik arbeiten, basieren auf einer Reihe von Gleichungen, die als Maxwell -Gleichungen bekannt sind. Diese Gleichungen werden verwendet, um das Verhalten von elektrischen und magnetischen Feldern zu beschreiben, die sowohl von großen als auch von kleinen Objekten beeinflusst werden. Bestimmte der Gleichungen von Maxwell sind angemessen, wenn sie die Auswirkungen von Atomspannen untersuchenTikel auf elektromagnetischen Feldern, während andere genauer beschreiben, wie diese Felder durch makroskopische Objekte beeinflusst werden. Beide Gleichungssätze berücksichtigen die von diesen anderen Objekten emittierten elektromagnetischen Felder und beschreiben, was passiert, wenn diese verschiedenen Sätze von elektromagnetischen Feldern interagieren.
Die in Computerelektromagnetik verwendeten Gleichungen sind äußerst komplex. Sie berücksichtigen eine Reihe verschiedener Felder und prognostizieren das Verhalten dieser Felder über einem bestimmten Bereich im Weltraum. Die Komplexität der Mathematik erfordert die Verwendung von Computern, die viele verschiedene Berechnungen ausführen und Informationen von ihnen extrapolieren können. Die Wechselwirkung elektromagnetischer Felder kann mathematisch und visuell dargestellt werden, so dass das Verhalten dieser Felder leicht zu erkennen und zu verstehen ist.
In der Untersuchung von Radio und Mikrowellen gibt es eine Reihe von praktischenAnwendungen für Computerelektromagnetik. Ein besseres Verständnis dieses Feldes hat zu Fortschritten in der Kommunikation und zur Schaffung von Antennen geführt, die Daten zuverlässig übertragen und empfangen können. Insbesondere das Gebiet der Zellentechnologie hat von einem gründlicheren Wissen über dieses Gebiet sowie von der erhöhten Computerleistung zur Berechnung elektromagnetischer Feldwechselwirkungen über einen größeren Bereich profitiert.
Obwohl das Verhalten eines elektromagnetischen Feldes nicht gut organisiert ist, modellieren die Wissenschaftler von Computerelektromagnetik diese Felder häufig symmetrisch. Für viele Anwendungen ist es praktischer, diese Felder als Allgemeinheiten zu betrachten, die als einfache zwei oder dreidimensionale Objekte wie Kreise oder Kugeln modelliert werden können. Es ist möglich, genauere Modelle elektromagnetischer Felder zu erstellen, wenn sie für verschiedene Anwendungen benötigt werden.