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Efficient Analysis Technique for Modeling Periodic Structures Based on Finite Element Method using High-Order Multiscalets Functions

机译：基于高阶多尺度函数的有限元方法的周期结构建模高效分析技术

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摘要

Periodic structures have a variety of important applications in electromagnetic engineering and modern technologies. Commonly used, periodic structures include frequency selective surfaces, optical gratings, phased array antennas and various metamaterials. A three-dimensional finite element method (FEM) with efficient boundaries conditions is presented to simulate the electromagnetic properties of homogeneous periodic material. In our approach, we describe an accurate and efficient numerical analysis based on high-order multiscalets applied in vector edge FEM using new reduction meshing technique (MSRM-FEM) to characterize the electromagnetic properties of periodic structures. Here, we have achieved a factor of 4 in memory reduction and 7～11 in CPU speedup over the typical meshing. The FEM is applied to solve Maxwell's equation in the unit cell. The Floquet's theorem is used to take into account the periodicity of the boundaries conditions radiation for the unit cell. The numerical results are compared to published data and other simulation results. Good agreement is important to establish the validity and usefulness of the (MSRM-FEM) method given in this paper.
机译：周期性结构在电磁工程和现代技术中具有多种重要应用。常用的周期性结构包括频率选择表面，光栅，相控阵天线和各种超材料。提出了具有有效边界条件的三维有限元方法（FEM），以模拟均质周期材料的电磁特性。在我们的方法中，我们使用新的还原网格技术（MSRM-FEM）描述了矢量边缘FEM中应用的基于高阶多尺度的准确高效的数值分析，以表征周期性结构的电磁特性。在这里，与典型的网格划分相比，我们在内存减少方面达到了4倍，在CPU加速方面达到了7〜11倍。有限元法用于求解单位单元中的麦克斯韦方程。 Floquet定理用于考虑晶胞辐射的边界条件的周期性。将数值结果与发布的数据和其他模拟结果进行比较。良好的协议对于确定本文给出的（MSRM-FEM）方法的有效性和实用性很重要。

著录项

  • 来源
  • 作者

    Adel Ben Ali; EI Amjed Hajlaoui; Ali Gharsallah;

  • 作者单位

    Unite de Recherche Circuits et Systemes d'Electronique Haute Frequence, Departement de physique Faculte des sciences de Tunis, 2092 El Manar, Tunis. Tunisia;

    Unite de Recherche Circuits et Systemes d'Electronique Haute Frequence, Departement de physique Faculte des sciences de Tunis, 2092 El Manar, Tunis. Tunisia;

    Unite de Recherche Circuits et Systemes d'Electronique Haute Frequence, Departement de physique Faculte des sciences de Tunis, 2092 El Manar, Tunis. Tunisia;

  • 收录信息
  • 原文格式 PDF
  • 正文语种 eng
  • 中图分类
  • 关键词

    3-D FEM; multiscalets functions; periodic structures; reduction meshing;

    机译：3-D有限元多尺度功能;周期性结构;还原网格;

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