Interação entre ondas eletromagnéticas e corpos irradiantes e irradiados: simulação pelo método FDTD

Abstract

Time domain numerical simulation of the electromagnetic waves propagation in a tridimensional space and its interaction with objects is the crue of the contributions of this work More specifically, the implementation of the Yee´s algorithm was carried out, including techniques to minimize the problems of numerical reflection that occur in the edges at the tridimensional space of simulation. The result of this work is a generic software that simulates in four dimensions (three in space and one in time). This software can handle complex problems (complex geometry and diverse different materials) and is executable in a general purpose computers. In other words, a numerical implementation of an anechoic chamber allows the simulation of the interactions of electromagnetic waves and the objects inside of anechoic chamber. A new programming technique called "variables organization in space plans", t allowed the accomplishment of this work.

O propósito da dissertação é abordar a simulação numérica, no domínio tempo, da propagação no espaço tridimensional de ondas eletromagnéticas e sua interação com objetos. Mais precisamente, foi realizada a implementação do algoritmo de Yee, incluindo técnicas para minimizar os problemas de reflexão numérica que ocorrem nas bordas do espaço tridimensional de simulação. O resultado do trabalho é um software genérico que realiza a simulação em quatro dimensões (três espaciais e uma temporal), executável em computadores de uso geral e preparado para tratar problemas complexos (de geometria complexa, com diversos materiais diferentes). Em outras palavras, tem-se a implementação numérica de uma câmera anecóica, que permite simular as interações de ondas eletromagnéticas e os objetos no interior da câmera anecóica. Foi apresentada uma nova técnica de programação, denominada “organização de variáveis por plano espacial”, que permitiu a realização do trabalho proposto.