Modelování kmitočtově selektivních povrchů v programu COMSOL Multiphysics

Abstract

Metoda konečných prvků implementovaná v programu COMSOL Multiphysics je využívána k analýze tzv. free-standing kmitočtově selektivních povrchů ve 3D. Tyto modely jsou následně doplněny o periodické okrajové podmínky. Dále jsou free-standing povrchy doplněny o vrstvy dielektrika a je zkoumán jejich vliv na modul činitele odrazu. V analytické části jsou vyhodnoceny vlivy počtu elementů diskretizační mřížky na přesnost výsledku a délku výpočtů. Výsledky jsou srovnávány vzhledem k výsledkům uvedeným v literatuře [5]. V závěrečné části práce je vysvětlen postup při generování m-file pro obdélníkový element a použití globálního optimalizačního algoritmu PSO, který automaticky upravuje rozměry vodivého motivu tak, aby bylo dosaženo průběhu modulu činitele odrazu podle požadovaného průběhu.

Finite Element Method (FEM) implemented in COMSOL Multiphysics is used to analyze free-standing frequency selective surfaces (FSS) in a 3-dimensional (3D) space. Practical procedures for using periodic boundary conditions were developed and tested. A case study concerning mesh grid density (number of elements) vs. results' accuracy in a tight relationship with the calculation time needed was worked out. Outcomes were compared with results published in [5]. The procedure how to generate the m-file for a middle placed rectangular patch is described in the last part of the thesis. Also, PSO is used to adjust element's dimensions to shape the module of reection coefficient so it approaches the shape of the objective function.