JP4984464B2 - 電磁界シミュレータおよび電磁界シミュレートプログラム - Google Patents
電磁界シミュレータおよび電磁界シミュレートプログラム Download PDFInfo
- Publication number
- JP4984464B2 JP4984464B2 JP2005261851A JP2005261851A JP4984464B2 JP 4984464 B2 JP4984464 B2 JP 4984464B2 JP 2005261851 A JP2005261851 A JP 2005261851A JP 2005261851 A JP2005261851 A JP 2005261851A JP 4984464 B2 JP4984464 B2 JP 4984464B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- electromagnetic field
- wave source
- electromagnetic
- wave
- simulation
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
- 230000005672 electromagnetic field Effects 0.000 title claims description 122
- 238000004364 calculation method Methods 0.000 claims description 91
- 238000004088 simulation Methods 0.000 claims description 63
- 230000005684 electric field Effects 0.000 claims description 59
- 230000001902 propagating effect Effects 0.000 claims description 9
- 230000035699 permeability Effects 0.000 claims description 3
- 238000000034 method Methods 0.000 description 44
- 238000004458 analytical method Methods 0.000 description 31
- 238000012937 correction Methods 0.000 description 28
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 16
- 230000014509 gene expression Effects 0.000 description 11
- 239000010409 thin film Substances 0.000 description 10
- 230000006870 function Effects 0.000 description 5
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 description 5
- 238000004891 communication Methods 0.000 description 4
- PCHJSUWPFVWCPO-UHFFFAOYSA-N gold Chemical compound [Au] PCHJSUWPFVWCPO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 239000010931 gold Substances 0.000 description 4
- 229910052737 gold Inorganic materials 0.000 description 4
- 238000010521 absorption reaction Methods 0.000 description 3
- 230000008859 change Effects 0.000 description 3
- 230000000704 physical effect Effects 0.000 description 3
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 2
- 230000010355 oscillation Effects 0.000 description 2
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 2
- 206010021033 Hypomenorrhoea Diseases 0.000 description 1
- OAICVXFJPJFONN-UHFFFAOYSA-N Phosphorus Chemical compound [P] OAICVXFJPJFONN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 1
- 238000013461 design Methods 0.000 description 1
- 238000011161 development Methods 0.000 description 1
- 230000005520 electrodynamics Effects 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 239000011521 glass Substances 0.000 description 1
- 230000006872 improvement Effects 0.000 description 1
- 239000012212 insulator Substances 0.000 description 1
- 239000000463 material Substances 0.000 description 1
- 230000008569 process Effects 0.000 description 1
- 230000000644 propagated effect Effects 0.000 description 1
- 238000011160 research Methods 0.000 description 1
- 230000001052 transient effect Effects 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
- G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
- G06F30/00—Computer-aided design [CAD]
- G06F30/30—Circuit design
- G06F30/36—Circuit design at the analogue level
- G06F30/367—Design verification, e.g. using simulation, simulation program with integrated circuit emphasis [SPICE], direct methods or relaxation methods
-
- G—PHYSICS
- G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
- G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
- G06F30/00—Computer-aided design [CAD]
- G06F30/20—Design optimisation, verification or simulation
- G06F30/23—Design optimisation, verification or simulation using finite element methods [FEM] or finite difference methods [FDM]
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Computer Hardware Design (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Theoretical Computer Science (AREA)
- Evolutionary Computation (AREA)
- Geometry (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
- Management, Administration, Business Operations System, And Electronic Commerce (AREA)
Description
Hx,Hy,Hz:磁界各成分
Jsourcex:電流源
Msourcex:磁流源
ε:誘電率
σ:導電率
σ*:磁気伝導率
Δx,Δy,Δz:空間グリッド幅
Δt:時間分割幅
電磁界成分の右下に付された添字i,j,kは空間グリッドの番号であって、シミュレート空間の座標を表している。また、電磁界成分に付された添字n,n+1は時間ステップを示す番号で、時間ステップが1進むと時間がΔtだけ進む。
Yee, K.S., "Numerical solution of initial boundary value problems involving Maxwell'sequations in isotropicmedia", IEEE Transa. Antennas Propagat., Vol.Ap-14,p.302-307,1996. 宇野亨,「FDTD法による電磁界およびアンテナ解析」,1998,コロナ社
ある時刻における電磁界の空間分布を用いて、次の時刻における電磁界の空間分布を算出することを繰り返す電磁界シミュレータにおいて、
電磁界のシミュレーションにおける時空間的な粗さを設定する粗密度設定部と、
シミュレート空間上の各位置における電磁的な物理係数を設定する係数設定部と、
電磁界の空間分布に対する境界条件として電磁波の波源位置と強度とを設定する波源設定部と、
上記波源設定部で設定された波源位置と強度とを有する電磁波がシミュレーションの結果上で再現されるように、上記粗密度設定部で設定された時空間的な粗さおよび上記係数設定部で設定された電磁的な物理係数に基づいて、シミュレート空間上で波源の位置に付与される電磁界成分の強度を算出する強度算出部とを備えたことを特徴とする。
E0=2Δt/(δz√εμ)
と算出するものであることが好ましい。
コンピュータに組み込まれて、そのコンピュータに、
ある時刻における電磁界の空間分布を用いて、次の時刻における電磁界の空間分布を算出することを繰り返させる電磁界シミュレートプログラムにおいて、
上記コンピュータ上に、
電磁界のシミュレーションにおける時空間的な粗さを設定する粗密度設定部と、
シミュレート空間上の各位置における電磁的な物理係数を設定する係数設定部と、
電磁界の空間分布に対する境界条件として電磁波の波源位置と強度とを設定する波源設定部と、
上記波源設定部で設定された波源位置と強度とを有する電磁波がシミュレーションの結果上で再現されるように、上記粗密度設定部で設定された時空間的な粗さおよび上記係数設定部で設定された電磁的な物理係数に基づいて、シミュレート空間上で波源の位置に付与される電磁界成分の強度を算出する強度算出部とを構成させることを特徴とする。
Hx,Hy,Hz:磁界各成分
ε:誘電率
σ:導電率
σ*:磁気伝導率
Δx,Δy,Δz:空間グリッド幅
Δt:時間分割幅
E0:波源における入射波の電界振幅
A:電界振幅の補正係数
ω:入射波の角周波数
φ:波源における入射波の初期位相
電磁界成分の右下に付された添字i,j,kはグリッドの番号に相当する配列番号であって、シミュレート空間の座標を表している。また、電磁界成分に付された添字n,n+1は時間ステップを示す番号で、時間ステップが1進むと時間がΔtだけ進む。
2 反射面
3 薄膜
4 波源
100 コンピュータ
101 本体部
102a 蛍光面
102 CRTディスプレイ
103 キーボード
104 マウス
101a フレキシブルディスク装填口
101b CD−ROM装填口
110 バス
111 中央演算処理装置(CPU)
112 RAM
113 ハードディスクコントローラ
114 フレキシブルディスクドライブ
115 CD−ROMドライブ
116 マウスコントローラ
117 キーボードコントローラ
118 ディスプレイコントローラ
200 CD−ROM
210 フレキシブルディスク
220 ハードディスク
300 電磁界シミュレートプログラム
310 計算モデル入力部
320 計算条件入力部
330 波源入力部
340 振幅補正部
350 FDTD法計算部
360 計算結果解析部
370 計算結果出力部
400 電磁界シミュレータ
410 計算モデル入力部
420 計算条件入力部
430 波源入力部
440 振幅補正部
450 FDTD法計算部
460 計算結果解析部
470 計算結果出力部
500 グリッド
Claims (4)
- ある時刻における電磁界の空間分布を用いて、次の時刻における電磁界の空間分布を算出することを繰り返す電磁界シミュレータにおいて、
電磁界のシミュレーションにおける時空間的な粗さを設定する粗密度設定部と、
シミュレート空間上の各位置における電磁的な物理係数を設定する係数設定部と、
電磁界の空間分布に対する境界条件として電磁波の波源位置と強度とを設定する波源設定部と、
前記波源設定部で設定された波源位置と強度とを有する電磁波がシミュレーションの結果上で再現されるように、前記粗密度設定部で設定された時空間的な粗さおよび前記係数設定部で設定された電磁的な物理係数に基づいて、シミュレート空間上で波源の位置に付与される電磁界成分の強度を算出する強度算出部とを備えたことを特徴とする電磁界シミュレータ。 - 電磁界のシミュレート中に、シミュレート空間上の波源位置に、前記強度算出部で得られた強度の電磁界成分と波源位置外から伝搬してくる電磁界成分との和を付与し続ける波源形成部を備えたことを特徴とする請求項1記載の電磁界シミュレータ。
- 前記強度算出部が、前記係数設定部で波源の位置に設定された誘電率εおよび透磁率μと、前記粗密度設定部で設定された時間粗さΔtおよび電磁波進行方向の空間粗さδzとに基づいて、前記波源設定部で設定された電界成分の強度E0に対して、波源の位置に付与される電界成分の強度Eを
E=2Δt/(δz√εμ)E0
と算出するものであることを特徴とする請求項1記載の電磁界シミュレータ。 - コンピュータに組み込まれて、該コンピュータに、
ある時刻における電磁界の空間分布を用いて、次の時刻における電磁界の空間分布を算出することを繰り返させる電磁界シミュレートプログラムにおいて、
前記コンピュータ上に、
電磁界のシミュレーションにおける時空間的な粗さを設定する粗密度設定部と、
シミュレート空間上の各位置における電磁的な物理係数を設定する係数設定部と、
電磁界の空間分布に対する境界条件として電磁波の波源位置と強度とを設定する波源設定部と、
前記波源設定部で設定された波源位置と強度とを有する電磁波がシミュレーションの結果上で再現されるように、前記粗密度設定部で設定された時空間的な粗さおよび前記係数設定部で設定された電磁的な物理係数に基づいて、シミュレート空間上で波源の位置に付与される電磁界成分の強度を算出する強度算出部とを構成させることを特徴とする電磁界シミュレートプログラム。
Priority Applications (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2005261851A JP4984464B2 (ja) | 2005-09-09 | 2005-09-09 | 電磁界シミュレータおよび電磁界シミュレートプログラム |
US11/320,047 US7987076B2 (en) | 2005-09-09 | 2005-12-29 | Electromagnetic field simulator and electromagnetic field simulation program storage medium |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2005261851A JP4984464B2 (ja) | 2005-09-09 | 2005-09-09 | 電磁界シミュレータおよび電磁界シミュレートプログラム |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2007071818A JP2007071818A (ja) | 2007-03-22 |
JP4984464B2 true JP4984464B2 (ja) | 2012-07-25 |
Family
ID=37856387
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2005261851A Active JP4984464B2 (ja) | 2005-09-09 | 2005-09-09 | 電磁界シミュレータおよび電磁界シミュレートプログラム |
Country Status (2)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US7987076B2 (ja) |
JP (1) | JP4984464B2 (ja) |
Families Citing this family (14)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP5168051B2 (ja) * | 2008-09-25 | 2013-03-21 | 富士通株式会社 | 電磁界解析プログラムおよび電磁界解析装置 |
JP2010262338A (ja) * | 2009-04-30 | 2010-11-18 | Fujitsu Ltd | 電磁流分布処理装置、電磁流分布処理方法、及び電磁流分布処理プログラム |
US8909505B2 (en) * | 2009-05-08 | 2014-12-09 | Hyperspace Pty Ltd | Useable electromagnetic blueprint of the structure of space |
US9063882B1 (en) * | 2010-09-09 | 2015-06-23 | Sas Ip, Inc. | Matrix preconditioners for simulations of physical fields |
CN102480328B (zh) * | 2010-11-24 | 2014-12-10 | 中兴通讯股份有限公司 | 天线信道外模式场重构方法及装置 |
WO2012129850A1 (zh) * | 2011-03-30 | 2012-10-04 | 中兴通讯股份有限公司 | 一种多输入多输出天线信道外模式场重构方法及装置 |
KR101226395B1 (ko) | 2011-08-16 | 2013-01-24 | 에스티엑스조선해양 주식회사 | 선박 및 해양플랜트 환경을 고려한 전파강도 시뮬레이터 |
US20140365188A1 (en) * | 2013-06-06 | 2014-12-11 | Acacia Communications Inc. | Sparse finite-difference time domain simulation |
CN111079357B (zh) * | 2019-10-22 | 2023-07-21 | 重庆邮电大学 | 电磁波作用pcb上微带线的电磁干扰时域分析方法 |
CN112881815A (zh) * | 2021-01-22 | 2021-06-01 | 北京航空航天大学 | 一种基于可编程超表面反射阵的场模拟器 |
CN113158517B (zh) * | 2021-03-31 | 2022-08-09 | 深圳大学 | 基于***矩阵结合的cn-fdtd仿真方法、装置及相关组件 |
CN113887106B (zh) * | 2021-10-11 | 2024-04-12 | 吉林大学 | 一种基于Chikazumi模型的感应-磁化效应三维数值模拟方法 |
CN113987792B (zh) * | 2021-10-26 | 2024-04-16 | 山东大学 | 一种fdtd算法中实现模式源精确输入的方法 |
CN117892585A (zh) * | 2024-01-15 | 2024-04-16 | 上海慕灿信息科技有限公司 | 一种基于共形理论针对金属表面的电磁传播计算方法 |
Family Cites Families (12)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CA2255215A1 (en) | 1997-12-09 | 1999-06-09 | Neil Simons | A lattice gas automaton capable of modelling three-dimensional electromagnetic fields |
JP2000227450A (ja) | 1999-02-08 | 2000-08-15 | Seiko Instruments Inc | 電磁場解析装置、電磁場解析方法およびその方法をコンピュータに実行させるプログラムを記録したコンピュータ読み取り可能な記録媒体 |
JP2002340954A (ja) | 2001-05-16 | 2002-11-27 | Asahi Glass Co Ltd | 車両用ガラスアンテナ性能解析方法 |
JP3764358B2 (ja) | 2001-09-04 | 2006-04-05 | 嘉津夫 田中 | 構造体の評価方法 |
JP2003216681A (ja) | 2002-01-24 | 2003-07-31 | Fujitsu Ltd | 電磁界強度算出方法および算出装置 |
JP3983121B2 (ja) * | 2002-07-10 | 2007-09-26 | 富士通株式会社 | シミュレーションプログラムおよびシミュレーション方法 |
JP2004184301A (ja) | 2002-12-05 | 2004-07-02 | Fujitsu Ltd | 伝送線路解析方法 |
JP4647886B2 (ja) * | 2003-03-26 | 2011-03-09 | 富士通株式会社 | 電磁界強度算出装置、電磁界強度算出方法および電磁界強度算出プログラム |
WO2004109560A1 (ja) | 2003-06-05 | 2004-12-16 | Fujitsu Limited | 回路解析と電磁波解析との連携による電磁界強度算出装置および算出方法 |
JP2005043219A (ja) | 2003-07-22 | 2005-02-17 | National Institute Of Information & Communication Technology | 生体電磁環境推定装置、生体電磁環境推定方法及び生体電磁環境推定プログラム |
JP4466003B2 (ja) * | 2003-08-26 | 2010-05-26 | 住友化学株式会社 | 波動光学シミュレーション方法 |
JP4727159B2 (ja) | 2004-03-23 | 2011-07-20 | 富士通株式会社 | 電磁界シミュレータ、電磁界解析装置、電磁界シミュレートプログラム、および電磁界解析プログラム |
-
2005
- 2005-09-09 JP JP2005261851A patent/JP4984464B2/ja active Active
- 2005-12-29 US US11/320,047 patent/US7987076B2/en active Active
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP2007071818A (ja) | 2007-03-22 |
US7987076B2 (en) | 2011-07-26 |
US20070061123A1 (en) | 2007-03-15 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP4984464B2 (ja) | 電磁界シミュレータおよび電磁界シミュレートプログラム | |
US8180612B2 (en) | Electromagnetic field simulator and electromagnetic field simulating program product | |
Taflove et al. | Advances in FDTD computational electrodynamics: photonics and nanotechnology | |
Zhan et al. | A discontinuous Galerkin method for simulating the effects of arbitrary discrete fractures on elastic wave propagation | |
Nishikawa | A first-order system approach for diffusion equation. I: Second-order residual-distribution schemes | |
JP4984586B2 (ja) | 電磁界シミュレータ、及び電磁界シミュレートプログラム | |
Wu et al. | The Helmholtz equation least-squares method | |
Rahimi | The finite integration technique (FIT) and the application in lithography simulations | |
Cuenca et al. | The image source method for calculating the vibrations of simply supported convex polygonal plates | |
Huang et al. | Surface-only ferrofluids | |
Le Bouteiller et al. | A discontinuous Galerkin fast-sweeping eikonal solver for fast and accurate traveltime computation in 3D tilted anisotropic media | |
Çekinmez et al. | Integral-equation formulations of plasmonic problems in the visible spectrum and beyond | |
He et al. | Acoustic analysis using a mass-redistributed smoothed finite element method with quadrilateral mesh | |
JP3639116B2 (ja) | 電磁波解析装置及び電磁波解析プログラムを記録したコンピュータ読み取り可能な記録媒体 | |
JP4727159B2 (ja) | 電磁界シミュレータ、電磁界解析装置、電磁界シミュレートプログラム、および電磁界解析プログラム | |
Miao et al. | A meshless hybrid boundary-node method for Helmholtz problems | |
Kube et al. | Monte Carlo sampling of Wigner functions and surface hopping quantum dynamics | |
Vansant et al. | An update and comparative study of acoustic modeling and solver technologies in view of pass-by noise simulation | |
Rajamohan | A Streamline Upwind/Petrov-Galerkin FEM based time-accurate solution of 3D time-domain Maxwell's equations for dispersive materials | |
JP2010079503A (ja) | 電磁界解析プログラムおよび電磁界解析装置 | |
Hafner | The multiple multipole program (MMP) and the generalized multipole technique (GMT) | |
Koch et al. | MMP simulation of plasmonic particles on substrate under e-beam illumination | |
Friedrich et al. | Towards an acoustic simulation of a water drop impacting in a water pool | |
Tsybulnik et al. | Efficient Sparse-Grid Implementation of a Fifth-Order Multi-resolution WENO Scheme for Hyperbolic Equations | |
Luostari | Non-polynomial approximation methods in acoustics and elasticity |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20080321 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20110621 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20110819 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20120403 |
|
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20120416 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 4984464 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20150511 Year of fee payment: 3 |