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Type: Tese
Issue Date: 4-Dec-2017
Authors: SOUSA, Washington César Braga de
First Advisor: OLIVEIRA, Rodrigo Melo e Silva de
First Co-Advisor: RABELO, Wilson Ricardo Matos
Title: Metodologias de discretização espacial sem malha baseadas nos potenciais de Coulomb e Lennard-Jones para o método radial de interpolação por pontos (RPIM) aplicadas para solução numérica das equações de Maxwell
Sponsor: CAPES - Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior
Citation: SOUSA, Washington César Braga de. Metodologias de discretização espacial sem malha baseadas nos potenciais de Coulomb e Lennard-Jones para o método radial de interpolação por pontos (RPIM) aplicadas para solução numérica das equações de Maxwell. 2017. 93 f. Tese (Doutorado) - Universidade Federal do Pará, Instituto de Tecnologia, Belém, 2017 Programa de Pós-Graduação em Engenharia Elétrica. Disponível em: <http://repositorio.ufpa.br/jspui/handle/2011/10091>. Acesso em:.
Resumo: Neste trabalho, três novos métodos de interação entre partículas baseados na lei de Coulomb e potencial de Lennard-Jones foram desenvolvidos e computacionalmente implementados visando gerar discretização espacial totalmente meshless que possa ser aplicada ao Radial Point Interpolation Method (RPIM) na solução de equações diferenciais parciais. Estes novos métodos, chamados de Coulomb Law Discretization Method (CLDM), Electric Charge Gaussian Gradation Method (ECGGM) e Lennard-Jones Discretization Method (LJDM), empregam versões adaptadas de equações das forças vetoriais de Coulomb e Lennard-Jones para obter uma distribuição equilibrada de nós no espaço (estado de equilíbrio), com o intuito de alcançar alta qualidade na discretização espacial de estruturas complexas. Para este objetivo, uma nova métrica de qualidade é introduzida. O trabalho está apresentado na forma de agregação de três artigos cientí cos, os quais apresentam respectivamente os métodos: CLDM, ECGGM e LJDM. Os métodos RPIM e UPML (Uniaxial Perfectlly Matched Layers) são usados para resolver as equações de Maxwell no domínio do tempo para problemas 2D (modo TMz) e 3D. Os métodos CLDM, ECGGM e LJDM (cada um em conjunto com o método RPIM), são aplicados em problemas de espalhamento eletromagnético, com base em cilindros metálicos circulares, elípticos e triangulares (caso 2D). Para o caso 3D é aplicado o método LJDM/RPIM. Os resultados obtidos estão de acordo com soluções analíticas.
Abstract: In this thesis, three new particle interaction methods based on the Coulomb's and Lennard- Jones' potentials have been developed (and computationally implemented), aiming to generate meshless spatial discretization which can be used to the Radial Point Interpolation Method (RPIM) for solving partial di erential equations. These new methods, called Coulomb Law Discretization Method (CLDM), Electric Charge Gaussian Gradation Method (ECGGM) e Lennard-Jones Discretization Method (LJDM),employ adapted versions of Coulomb's and Lennard-Jones' vector forces equations for obtaining a balanced distribution of nodes in space (equilibrium state), in order to achieve high discretization quality of space and complex structures. For this aim, a new quality metrics is introduced. This doctoral thesis is presented as an aggregation of three scienti c papers, which present respectively the methods: CLDM, ECGGM and LJDM. The RPIM and the uniaxial perfectly matched layers (UPML) are used for solving Maxwell's equations in time domain for 2D (TMz mode) and 3D problems. The CLDM, ECGGM and LJDM methods (each in conjunction with the RPIM method) are applied to electromagnetic scattering problems, based on circular, elliptic and triangular metal cylinders (2D case). The LJDM / RPIM method is applied to the 3D case. The obtained results are in accordance with analytical solutions.
Keywords: Campos eletromagnéticos-modelos matemáticos
Maxwell, equações de
Métodos de simulação
Concentration Area: TELECOMUNICAÇÕES
Research Line: PROCESSAMENTO DE SINAIS
CNPq: CNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA ELETRICA::TELECOMUNICACOES::SISTEMAS DE TELECOMUNICACOES
Country: Brasil
Publisher: Universidade Federal do Pará
Institution Acronym: UFPA
Department: Instituto de Tecnologia
Program: Programa de Pós-Graduação em Engenharia Elétrica
Source: 1 CD-ROM
Appears in Collections:Teses em Engenharia Elétrica (Doutorado) - PPGEE/ITEC

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