전자기 시뮬레이션이란?

Maxwell의 방정식과 Faraday의 법칙에 대한 대략적인 계산을 사용하여 전자기 시뮬레이션은 전자기의 모델이며 환경과 물리적 구조에 미치는 영향입니다. 전자기 시뮬레이션을 사용하여 최대 채널과 선명도를 위해 위성 안테나를 올바른 방향으로 조준하고 여유 공간이 아닌 경우 전파 전파를 결정하거나 성능을 판단 할 수 있습니다. 이러한 시뮬레이션은 컴퓨터 칩의 효율적인 설계를 돕고 내부의 구성 요소의 비 호환성을 찾아 주요 전자 제품의 성능을 향상시키는 방법을 알려줍니다. 작은 입자에 의해 흡수되고 분산 된 전자기 방사선은 입자 가속기 프로젝트를위한 유럽 원자력 연구소 (CERN) 실험실의 과학 프로젝트 시뮬레이션에 사용됩니다. 전자기 시뮬레이션 프로그램은 또한 학생들이 문제 해결에 대한 실습 경험을받을 때보다 효과적으로 가르치기 위해 대학 물리 실험실에서 도구로 사용됩니다.

직교 또는 비 직교 그리드의 각 지점에서 Maxwell의 방정식을 푸는 것은 공간의 위상 측량을 생성하여 그리드를 사용하여 공간을 이산하는 방법 중 하나입니다. 전자기 시뮬레이션에서 이러한 방정식을 해결하면 컴퓨터 메모리 및 전력에 문제가있는 경우가 종종 있습니다. 일반적으로 전체 도메인에 걸쳐 각 순간에 대해 시간 간격을두고 단계별로 슈퍼 컴퓨터에서만 수행 할 수 있기 때문에 컴퓨터 메모리 및 전력 문제가 드러납니다. 시간 반복 및 빠른 푸리에 변환. 유체 역학에서 경계 방법 또는 "MoM (모멘트 방법)"을 적용하여 엔지니어링 문제, 음향 및 전자기 문제를 해결할 수 있습니다. 이는 전체 공간의 모든 시간 단계에서 볼륨 값이 아닌 공간의 경계 영역에만 계산에 중점을 둡니다.

주방 전자 레인지는 패러데이 케이지와 유사하며 전자기 시뮬레이션 모델이 전자기 보호에 유용한 방법을 보여줍니다. 전류는 금속 벽 또는 다른 이러한 차폐 장치에 의해 차단 될 수있는 반면, 자기 전류는 단지 장애물 주변으로 이동 될 수있다. 패러데이 케이지에서, 케이지의 벽이 접지 될 때, 전류 경로는 메쉬 패턴에서 전하 운반체로서 작용하는 전자에 의해 교란되고 필드를 보상한다; 이로 인해 전류가 소실됩니다. 마이크로 웨이브가 메시의 작은 구멍보다 크기 때문에 마이크로 웨이브 도어 전면의 메시 스크린이 마이크로 웨이브가 장치에서 빠져 나가는 것을 차단하는 것처럼 전자기 메시 시뮬레이션은 전류로부터 우수한 보호 차폐를 설계 할 수 있습니다.

한 순간 동안 전기장을 순환 한 다음 다음 순간을 위해 자기장을 순환하면서 반복해서 반복 교대로 반복하여 맥스웰 방정식을 해결하는 전자기 시뮬레이션 방법을 FDTD (finite-difference time-domain) 방법이라고합니다. 시뮬레이션 생성. 재료 구조와의 EM 파 상호 작용 공학 문제는 1990 년 이래 미국의 다른 어떤 방법보다이 방법으로 해결되었습니다.이 기술은 레이더 시그너처 기술, 무선 기술 및 생의학 이미징을 해결하는 데 사용됩니다. .

PEEC (Partial Element Equivalent Circuit) 3 차원 (3-D) 전파 모델링 방법을 사용하여 전자기 시뮬레이션 및 회로 분석을위한 파형 모델링을 수행 할 수 있습니다. 적분 방정식은 Kirchhoff의 전압 법칙으로 해석되며 PEEC를 사용하여 PEEC 셀에 적용되어 완전한 회로의 3 차원 형상 솔루션을 제공하여 추가 회로를 직류 설계에 피기 백 할 수 있습니다. 전자기 시뮬레이션에서 이와 같은 모델을 사용하면 집적 회로 제조시 시간과 비용이 절약됩니다.

대학 물리학과는 학생들에게 물리 표현의 현상을 시각적으로 묘사하기 위해 전자기 시뮬레이션을 통해 학생들에게 수업을 제공하도록 설계된 비디오 게임을 사용하기 시작했습니다. 이를 통해 학생들은 개념을 더 잘 이해하고 두뇌 경험을 통해 자신의 이해의 약점과이를 강화하기위한 조치를 취할 수 있습니다. 학생과 강사 모두 전자기 시뮬레이션 소프트웨어를 사용하여 실제 물리 개념의 예를 사용하여 더 빠르고 심도 깊은 학습을 촉진 할 수 있음을 발견했습니다.