Filters
total: 73
filtered: 61
Chosen catalog filters
Search results for: ELECTROMAGNETICS
-
Object oriented grid computing for computational electromagnetics
PublicationArtykuł opisuje bibliotekę WiCommGrid napisaną w języku java, która realizuje ideę wymiany informacji pomiędzy węzłami środowiska rozproszonego z zastosowaniem programowania zorientowanego obiektowo. Biblioteka ta przystosowana jest do współdziałania z wieloma systemami operacyjnymi oraz z rożnym środowiskiem sprzętowym. Zbudowaną aplikację zastosowano do zrównoleglonych obliczeń rozkładu pola elektromagnetycznego w oparciu o algorytm...
-
Recent and Emerging Applications of Graphene-based metamaterials in Electromagnetics
PublicationSurface Plasmon Polaritons (SPPs) operating in mid-infrared up to terahertz (THz) frequencies have been traditionally manufactured on expensive metals such as gold, silver, etc. However, such metals have poor surface confinement that limits the optical applications of SPPs. The invention of graphene is a breakthrough in plasmon-based devices in terms of design, fabrication and applications, thanks to its plasmonic wave distribution,...
-
Spurious Modes in Model Order Reduction in Variational Problems in Electromagnetics
PublicationIn this work, we address an everlasting issue in 2 model order reduction (MOR) in electromagnetics that has 3 remained unnoticed until now. Contrary to what has been 4 previously done, we identify for the very first time spurious 5 modes in MOR for time-harmonic Maxwell’s equations and 6 propose a methodology to remove their negative influence on the 7 reduced order model (ROM) response. These spurious modes 8 have nonzero resonance...
-
Reduced order models in computational electromagnetics (in memory of Ruediger Vahldieck)
PublicationThis paper reviews research of Ruediger Vahldieck's group and the group at the Gdansk University of Technology in the area of model order reduction techniques for accelerating full-wave simulations. The applications of reduced order models to filter design as well as of local and nested(multilevel) macromodels for solving 3D wave equations and wave-guiding problems using finite difference and finite element methods are discussed.
-
Block Conjugate Gradient Method with Multilevel Preconditioning and GPU Acceleration for FEM Problems in Electromagnetics
PublicationIn this paper a GPU-accelerated block conjugate gradient solver with multilevel preconditioning is presented for solving large system of sparse equations with multiple right hand-sides (RHSs) which arise in the finite-element analysis of electromagnetic problems. We demonstrate that blocking reduces the time to solution significantly and allows for better utilization of the computing power of GPUs, especially when the system matrix...
-
GPU-Accelerated LOBPCG Method with Inexact Null-Space Filtering for Solving Generalized Eigenvalue Problems in Computational Electromagnetics Analysis with Higher-Order FEM
PublicationThis paper presents a GPU-accelerated implementation of the Locally Optimal Block Preconditioned Conjugate Gradient (LOBPCG) method with an inexact nullspace filtering approach to find eigenvalues in electromagnetics analysis with higherorder FEM. The performance of the proposed approach is verified using the Kepler (Tesla K40c) graphics accelerator, and is compared to the performance of the implementation based on functions from...
-
Scattering by parallel cylindrical posts with conducting strips. W: Pro- gress in electromagnetics research. Ed. J.A. Kong. Cambridge, Massachusett/ USA/: EMW Publ.**2003 s. 305-333, 18 rys. 5 tabl. bibliogr. 14 poz. Electromagnetic Waves. PIER [nr] 43. Rozpraszanie na równoległych metalizowanych obiektach cylindrycznych.
PublicationRozwinięto teorię rozpraszania fali elektromagnetycznej w obszarach otwar-tych i zamkniętych na metalizowanych obiektach cylindrycznych przy użyciuzmodyfikowanej procedury iteracyjnej i metody dopasowania rodzajów. W wynikuanalizy uzyskano pole rozproszone w przypadku struktur otwartych oraz odpo-wiedzi częstotliwościowe współczynników odbicia i transmisji w prostokąt-nych złączach falowodowych. Obrót i przemieszczenie...
-
Accurate Modeling of a Lossy Ferrite Circular Guide Section Magnetized Through a Rotary Four-Pole Magnetic Field
PublicationKorzystając z metody rodzajów sprzężonych opracowano model matematyczny umożliwiający określenie parametrów falowych i rozkładów pola em. fal występujących w ferrytowym falowodzie cylindrycznym magnesowanym czterobiegunowym polem magnetycznym. W oparciu o model określono macierz rozproszenia sekcji falowodu. Opracowane oprogramowanie pozwoliło na zbadanie charakterystyk częstotliwościowych sekcji ferrytowej i wskazanie możliwości...
-
Finite element matrix generation on a GPU
PublicationThis paper presents an efficient technique for fast generation of sparse systems of linear equations arising in computational electromagnetics in a finite element method using higher order elements. The proposed approach employs a graphics processing unit (GPU) for both numerical integration and matrix assembly. The performance results obtained on a test platform consisting of a Fermi GPU (1x Tesla C2075) and a CPU (2x twelve-core...
-
A memory efficient and fast sparse matrix vector product on a Gpu
PublicationThis paper proposes a new sparse matrix storage format which allows an efficient implementation of a sparse matrix vector product on a Fermi Graphics Processing Unit (GPU). Unlike previous formats it has both low memory footprint and good throughput. The new format, which we call Sliced ELLR-T has been designed specifically for accelerating the iterative solution of a large sparse and complex-valued system of linear equations arising...
-
Propagation in a ferrite circular waveguide magnetized through a rotary four-pole magnetic field
PublicationOpracowano uproszczony model matematyczny użyteczny do badania zjawisk polowych występujących w falowodzie cylindrycznym magnesowanym czterobiegunowym polem obrotowym. Wykazano, że falowód ten może być wykorzystany jako przesuwnik fazy lub układ zmieniający polaryzację.
-
Unified design procedure for planar dipoles oriented on uwb application
PublicationW pracy zaproponowaną ujednoliconą metodę projektowania dipoli planarnych dla zastosowań UWB. Prowadzi ona do uzyskania dobrych wyników dopasowania impedancji w paśmie UWB. Zagadnienie projektowania zostało podzielone na dwie części: projekt radiatora (dla którego określono współczynnik jakości - Radiator Quality Factor) oraz projekt symetryzatora. W oparciu o zaproponowany algorytm zaprojektowano i zrealizowano dwie anteny charakteryzujące...
-
Broadband Microstrip Patch Antenna with Reduced Transversal Size
PublicationW pracy przedstawiono propozycję anteny szerokopasmowej o ograniczonych wymiarach poprzecznych. Szerokopasmowość uzyskano poprzez stosowanie grubego podłoża i sprzężenia elektromagnetycznego poprzez dwie szczeliny sprzęgające. Wymiar poprzeczny łaty zredukowano poprzez zastosowanie szczeliny typu H. Antena została zaprojektowana i wykonana, zaś zmierzone pasmo wyniosło 29% dla WFS <1.5. Stwierdzono jednak, że charakterystyki...
-
Analysis of scattering from arbitrary configuration of cylindrical objects using hybrid finite-difference mode-matching method
PublicationW artykule przedstawiono nową metodę hybrydową stanowiącą połączenie metody różnic skończonych z metodą dopasowania rodzajów, pozwalającą na analizę obiektów cylindrycznych o dowolnym przekroju poprzecznym. W prezentowanej metodzie poszczególne obiekty reprezentowane są poprzez wielorodzajową macierz impednacyjną zdefiniowaną na powierzchni bocznej zastępczego cylindra zawierającego badany obiekt. Celem określenia parametrów rozproszenia...
-
Multilevel model order reduction with generalized compression of boundaries for 3-d FEM electromagnetic analysis
PublicationThis paper presents a multilevel Model Order Reduction technique for a 3-D electromagnetic Finite Element Method analysis. The reduction process is carried out in a hierarchical way and involves several steps which are repeated at each level. This approach brings about versatility and allows one to efficiently analyze complex electromagnetic structures. In the proposed multilevel reduction the entire computational domain is covered...
-
Applications of the discrete green's function in the finite-difference time-domain method
PublicationIn this paper, applications of the discrete Green's function (DGF) in the three-dimensional (3-D) finite-difference time-domain (FDTD) method are presented. The FDTD method on disjoint domains was developed employing DGF to couple the subdomains as well as to compute the electromagnetic field outside these subdomains. Hence, source and scatterer are simulated in separate subdomains and updating of vacuum cells, being of little...
-
FINITE GROUND CPW-FED UWB ANTENNA OVER THE METALLIC CYLINDRICAL SURFACES
PublicationThe investigation of finite ground coplanar fed ultra-wideband (UWB) antenna and the influence of its curvature and the proximity of circular metallic screen on the reflection coefficients and radiation characteristics is presented. The antenna is composed of two circular coplanar strips which enclose slot aperture of similar shape and is designed on a thin and flexible substrate which allows its bending. The antenna configuration...
-
On the characteristic impedance definition in microstrip and coplanar lines
PublicationW niniejszej pracy rozważono definicję impedancji charakterystycznej dla bezstratnych linii mikropaskowych i koplanarnych. Wykazano, że ze względu na znaczne wartości prądu przesunięcia związanego z podłużną składową pola elektrycznego, definicja impedancji staje się niejednoznaczna. W rezultacie może to przyczyniać się do istotnych błędów powstających już na etapie projektowania układów. Pokazano, iż efekt ten jest szczególnie...
-
Hybrid finite-difference/mode-matching method for analysis of scattering from arbitrary configuration of rotationally-symmetrical posts
PublicationW artykule przedstawiona została metoda hybrydowa pozwalająca na analizę zjawiska rozpraszania od dowolnej konfiguracji obiektów o osiowej symetrii. Proponowana metoda oparta jest na reprezentacji obiektu lub dowolnej konfiguracji obiektów poprzez zastępczy obiekt kulisty ze znanymi warunkami brzegowymi. W analizie pojedynczego obiektu wykorzystana została metoda hybrydowa stanowiąca połączenie metody różnic skończonych z metodą...
-
Efficient Multiscale Finite Difference Frequency Domain Analysis Using Multiple Macromodels with Compressed Boundaries
PublicationW niniejszym artykule zaprezentowany został nowatorski pomysł na zmniejszenie numerycznej złożoności metody różnic skończonych przy użyciu wielu makromodeli. Skuteczność techniki macromodelingu zależy od liczby portów modelu. Aby zwiększyć efektywność algorytmu, próbki pola na granicy makromodeli są zastępowane przez amplitudy wielomianów Legendre'a. Przedefiniowanie problemu w taki sposób powoduje znaczną redukcję czasu analizy....
-
Rectangular microstrip resonator illumi-nated by normal-incident plane wave
PublicationW pracy przedstawiono koncepcję modów oświetlających pozwalającą na obliczenie podstawowych parametrów elektrycznych anten mikropaskowych - częstotliwości rezonansowej, rezystancji promieniowania i charakterystyki promieniowania. Oparta jest ona na dwuwymiarowej metodzie przestrzeni widmowej, w której pobudzenie występuje w formie pojedynczej fali płaskiej padającej prostopadle na analizowaną strukturę. Rezultatem takiego podejścia...
-
Study of nonreciprocal devices using three-strip ferrite coupled line
PublicationW pracy przedstawiono badania układów niewzajemnych wykorzystujących nowe złącze ferrytowych linii sprzężonych, zaprojektowane w oparciu o linię koplanarną, w której półpłaszczyzny masy zredukowane zostały do postaci pasków. Badane złącze złożone jest z sekcji ferrytowej umieszczonej pomiędzy dwoma sekcjami dielektrycznymi. W sekcji ferrytowej podłużnie magnesowana płytka ferrytowa umieszczona jest pod lub nad paskami przewodzącymi...
-
Investigations of cylindrical ferrite coupled line junction using hybrid technique
PublicationW pracy zaproponowano nowe cylindryczne złącze magnesowanych wzdłużnie ferrytowych linii sprzężonych. W porównaniu do znanych w literaturze planarnych konfiguracji złączy ferrytowych, zaproponowana struktura charakteryzuje się znacznie wyższym współczynnikiem sprzężenia żyrotropowego. Pozwala to na uzyskanie wymaganej w układach niewzajemnych rotacji Faraday'a o kąt 45 stopni przy znacznie krótszej długości sekcji linii ferrytowych...
-
Efficient model order reduction for FEM analysis of waveguide structures and resonators
PublicationAn efficient model order reduction method for three-dimensional Finite Element Method (FEM) analysis of waveguide structures is proposed. The method is based on the Efficient Modal Order Reduction (ENOR) algorithm for creating macro-elements in cascaded subdomains. The resulting macro-elements are represented by very compact submatrices, leading to significant reduction of the overall number of unknowns. The efficiency of the model...
-
Investigation of multilayer magic-t configurations using novel microstrip-slotline transitions
PublicationArtykuł opisuje badania i proces projektowania dwóch układów rozgałęzień typu magiczne T. Rozgałęzienia wykorzystują nowe przejścia linii mikropaskowej i szczelinowej. Jeden z badanych układów charakteryzował się 40% pasmem pracy przy zmienności amplitudy 0.2dB i fazy 0.5 stopnia. Wyniki badań zostały zweryfikowane przez pomiary wykonanych prototypów układów.
-
Analysis of electromagnetic plane wave scattering from 2-d periodic arrangements of posts
PublicationArtykuł prezentuje metodę analizy rozpraszania fali elektromagnetycznej od układu periodycznie rozłożonych obiektów cylindrycznych na płaszczyźnie. Opisywane podejście analizy wykorzystuje pełnofalowe rozwiązanie oparte na metodzie dopasowania rodzajów. Wynikiem analizy jest wielorodzajowa macierz rozproszenia badanych powierzchni periodycznych.
-
Zero-pole approach to computer aided design of in-line siw filters with transmission zeros
PublicationThis paper presents a design of a new type of in-line pseudo-elliptic filters implemented in substrate integrated waveguide(SIW) technology. To realize transmission zeros in in-line topology,frequency-dependent couplings were used. Such dispersive couplingswere implemented as shorted stubs. The design process startswith the generation of a suitable starting point. To this end, anapproximation of SIW as a rectangular waveguide is...
-
Investigations of four-port circulator utilizing cylindrical ferrite coupled line junction
PublicationW pracy przedstawiono wykorzystanie pojedynczej cylindrycznej sekcji ferrytowych linii sprzężonych do realizacji układu cyrkulatora czterowrotowego. Opisany został proces projektowy sekcji FCL oraz planarnych układów zasilające. Otrzymane z symulacji wyniki zostały zweryfikowane eksperymentalnie.
-
Hybrid technique for the analysis of scattering from periodic structures composed of irregular objects
PublicationW pracy zaproponowano nową metodę hybrydową do badania zjawiska rozpraszania fali elektromagnetycznej na strukturach periodycznych złożonych z obiektów rozpraszających o nieregularnym kształcie. Zaprezentowana metoda została wykorzystana do badania własności nowych struktur falowych. Uzyskane wyniki numeryczne zostały zweryfikowane eksperymentalnie.
-
Design of Microstrip UWB Balun Using Quasi-TEM Approach Aided by the Artificial Neural Network
PublicationThe design procedure for UWB balun realized in the microstrip technology is proposed in the paper. The procedure applies Artificial Neural Network which corrects the dimensions of the approximate design found by appropriate scaling of the dimensions of the prototype. The scale coefficients for longitudinal and transverse dimensions of microstrip lines are determined from electromagnetic modeling based on transmission line equations....
-
Implementation of FDTD-compatible Green's function on heterogeneous CPU-GPU parallel processing system
PublicationThis paper presents an implementation of the FDTD-compatible Green's function on a heterogeneous parallel processing system. The developed implementation simultaneously utilizes computational power of the central processing unit (CPU) and the graphics processing unit (GPU) to the computational tasks best suited to each architecture. Recently, closed-form expression for this discrete Green's function (DGF) was derived, which facilitates...
-
A Novel Synthesis Technique for Microwave Bandpass Filters with Frequency-Dependent Couplings
PublicationThis paper presents a novel synthesis technique for microwave bandpass filters with frequency-dependent couplings. The proposed method is based on the systematic extraction of a dispersive coupling coefficient using an optimization technique based on the zeros and poles of scattering parameters representing two coupled resonators.The application of this method of synthesis is illustrated using two examples involving four and five-pole...
-
Influence of geometry of iron poles on the cogging torque of a field control axial flux permanent magnet machine
Publication -
Hybrid excited electric machine with axial flux bridges
Publication -
Suitability study of hybrid model of electrodynamic actuator
PublicationThe paper presents the proposal of the hybrid circumferential model of an electrodynamic actuator. The field model uses the inductor current as the input data which is obtained from the circumferential model or experimentally.
-
Effect of power frequency on the stress state of disc actuator
PublicationThe paper presents the concept of determinig the optimum frequency of coil supply in inductive-dynamic drive. As a criterion to obtain the sought frequency, the smallest value of reduced stress in the disc was assumed while maintaining the desired dynamics.
-
Study of the effect of adiabatic heating on the operation of the electrodynamic actuator
PublicationElectrodynamic actuators are used in hybrid switching systems where a very quick contact separation as well as operation repeatability and long-term reliability are required. The article presents selected results of thermal studies in the electrodynamic drive system. Study was carried out on the basis of the 3D electromagneto-thermal model implemented in the Ansys_Maxwell environment. The present model allows to determine the critical...
-
Application of method of differential magnetometric system for detection of sunken objects
PublicationThis paper presents a magnetometric system with scalar sensors mounted on two independent platforms, which is used to detect sunken shipwrecks. Increasing the distance between the sensors allows for more precise measurement of the difference in the magnetic induction module than in the case of sensors mounted e.g. on the aeroplane’s wings. This type of system makes it possible to enlarge detection range of the sunken wrecks.
-
Comparison of properties of the new electro-mechanical model and circumferential model of the inductive-dynamic drive
PublicationThe article presents a new electromechanical model of inductive-dynamic drive. The model is implemented in two environments: Maxwell for analyzing electrodynamic phenomena including moving of the disc and Ansys which allows for stress analysis on the basis of the volume forces imported from Maxwell. Additionally, a model validation by comparing with the existing circumferential model was carried out.
-
Reduction of Inrush Current by Demagnetization of Magnetic Core
PublicationW artykule przedstawiono demagnetyzację rdzenia transformatora jako metodę ograniczania prądu załączeniowego. W zaproponowanej metodzie źródłem energii wykorzystywanej do rozmagnesowania jest kondensator. W przeprowadzonych obliczeniach symulacyjnych rozważono różne wartości pojemności kondensatora i wartości napięcia w celu określenia optymalnych wartości tych parametrów. Następnie obliczono strumienie szczątkowe, jakie ustalają...
-
Effect of power frequency on the stress state of disc actuator
PublicationThis paper presents the concept of determining the optimum frequency of coil supply in inductive-dynamic drive. As a criterion to obtain the sought frequency, the smallest value of reduced stress in the disc was assumed while maintaining the desired dynamics. The disc stress is determined on the basis of solution of vibrating thin plate equation. Magnetic pressure acting on the disc is obtained from a hybrid circumferentially-field...
-
Stress anisotropy characterisation with the help of Barkhausen effect detector with adjustable magnetic field direction
PublicationIn the paper we describe a novel apparatus for the measurement of the Barkhausen noise (BN) angular dependence, which in turn may be indicative of the stress induced anisotropy of magnetic properties. Such dependence can be further used for the stress distribution evaluation. The change of magnetization direction in the material is obtained by varying the magnetic flux density in two perpendicular yokes of the apparatus. We present...
-
Evaluation of the impact of geometry and plastic deformation on the stray magnetic field around the bone shaped sample
PublicationInfluence of two factors: the variable cross-section and the localized plastic deformation, which affect the stray magnetic field profile of a ferromagnetic sample have been studied. Evaluation of an effect size is based on the analysis of the stray magnetic field component which is tangential to the longest dimension of a sample. However, in order to describe the nature of the stray magnetic field, the normal component (perpendicular...
-
Fast Antenna Optimization Using Gradient Monitoring and Variable-Fidelity EM Models
PublicationAccelerated simulation-driven design optimization of antenna structures is proposed. Variable-fidelity electromagnetic (EM) analysis is used as well as the trust-region framework with limited sensitivity updates. The latter are controlled by monitoring the changes of the antenna response gradients. Our methodology is verified using three compact wideband antennas. Comprehensive benchmarking demonstrates its superiority over both...
-
Low-Cost Surrogate Modeling of Miniaturized Microwave Components Using Nested Kriging
PublicationIn the paper, a recently reported nested kriging methodology is employed for modeling of miniaturized microwave components. The approach is based on identifying the parameter space region that contains high-quality designs, and, subsequently, rendering the surrogate in this subset. The results obtained for a miniaturized unequal-power-split rat-race coupler and a compact three-section impedance transformer demonstrate reliability...
-
Nested Kriging Surrogates for Rapid Multi-Objective Optimization of Compact Microwave Components
PublicationA procedure for rapid EM-based multi-objective optimization of compact microwave components is presented. Our methodology employs a recently developed nested kriging modelling to identify the search space region containing the Pareto-optimal designs, and to construct a fast surrogate model. The latter permits determination of the initial Pareto set, further refined using a separate surrogate-assisted process. As an illustration,...
-
Locating and Identifying Ferromagnetic Objects
PublicationThe new non-iterative method of determining the dipole moment and location is presented in this paper. The algorithm of an object's localization and identification was achieved by using numerical calculations and approximation method. The arbitrary shapes of an object were assumed in the identification algorithm - axially symmetric spheroid (a prolate and an oblate). Several examples of localization and identification of an object's...
-
Multidipoles model of ship's magnetic field
PublicationShips made of ferromagnetic metals interfere with Earth's magnetic field in their surrounding. The disturbance of the magnetic field makes possible localization and even identification of the ship, which could determine a threat to the ship. The measurement of the magnetic field around the ship enables to determine its magnetic signature. The paper presents a multidipoles model of the ship magnetic field, which allows to determine...
-
Analysis of aircraft magnetic interference
PublicationThe magnetometric method is used among other things on mobile platforms (planes, helicopters) in military systems and in geological research. Optically-pumped and SQUID magnetometers are used in magnetic systems on airplanes. To be able to attain the sensitivity of modern magnetometers in flight, it is important that maneuver-related magnetic interference effects be minimized. The mathematical model of an aircraft as a source of...
-
Fundamental properties of solutions to fractional-order Maxwell's equations
PublicationIn this paper, fundamental properties of solutions to fractional-order (FO) Maxwell's equations are analysed. As a starting point, FO Maxwell's equations are introduced in both time and frequency domains. Then, we introduce and prove the fundamental properties of electromagnetic field in FO electromagnetics, i.e. energy conservation, uniqueness of solutions, and reciprocity. Furthermore, the algorithm of the plane wave simulation...