Главная » Просмотр файлов » Диссертация

Диссертация (1103143), страница 14

Файл №1103143 Диссертация (Исследование волноведущих систем методами математической физики) 14 страницаДиссертация (1103143) страница 142019-03-14СтудИзба
Просмтор этого файла доступен только зарегистрированным пользователям. Но у нас супер быстрая регистрация: достаточно только электронной почты!

Текст из файла (страница 14)

рис. 5.1):1,21,11,2ip1  l1,1x  lx  lx ; p2  l y  ly  l y ; p3  Im a12   Im a21 -мнимаячастьпараметра киральности в оболочке (i=1) в сердцевине (i=2). Во всех2 1,примерах a122  a22p32  0.113Рис. 5.1. Синтезируемое волокно с оболочкойПример 1. При габаритах сечения волновода, определяемых параметрами1=1.5 вlx  1 и l y  1,5 , и значениях диэлектрической проницаемости a112оболочке S1 и a11=2.1 в сердцевине S2 волноводаоптимизация достигаетсяпри следующих значениях оптимизационных параметров: p1 =0, p2 =0.3678,p31 =11.3713 в оболочке S1 иp32 =0 в сердцевине S2 .

При этом частотыотсечки двух первых мод имеют следующие значения:2 =2.6348.величину:1 =1.5068иТаким образом, частотная полоса одномодового режима имеет =1.1280.Для диэлектрической оболочки, когда в области оболочки S1 параметркиральности равен нулю ( p31 =0), при тех же габаритах волновода и той жегеометрии вставки отсечки двух первых мод имеют следующие значения:1 =1.4746и2 =2.3154,одномодового режимачто дает значение для частотной полосы =0.8408.12Если положить a11= a11=1.5 (однородное заполнение), то получаютсяследующие значения частот и полосы одномодовости: 1 =1.7101,2.5651 и2 = =0.8550, что соответствует значению для чисто диэлектрического114волновода,диэлектрическаяпроницаемостькоторогосовпадаетсдиэлектрической проницаемостью оболочки.Рис.

5.2. Дисперсионные кривыетрехслойного волокна кирал-диэлектрик-кирал типа «сэндвич», рассмотренного в примере 1. По оси абсциссотложены значения волнового числа k , а по оси ординат значенияпостоянной распространения  .Еслитеперьположить12a11= a11=2.1(однородноезаполнение,диэлектрическая проницаемость которого совпадает с диэлектрическойпроницаемостью сердцевины), то получаются следующие значения частот иполосы одномодовости:равна1 =1.4453 2 =2.1679 и полоса одномодовости12= a11=1.5. = 0.7226, что меньше, чем в случае a11Таким образом, наличие киральной оболочки позволяет существенно (на34% по сравнению с диэлектрическим волноводом с диэлектрической115оболочкой, на 32% по сравнению с однородным диэлектрическимволноводом,диэлектрическаяпроницаемостьдиэлектрической проницаемостью оболочки,которогосовпадаетси на 46% по сравнению соднородным диэлектрическим волноводом, диэлектрическая проницаемостькоторого совпадает с диэлектрической проницаемостью сердцевины)увеличить частотную полосу одномодового режима.

Причем оптимальноепри данных габаритах волновода увеличение полосы одномодового режимадостигается при значении p1 =0, то есть по существу мы уже имеем неволновод с оболочкой, а трехслойный волновод типа «сэндвич», сзаполнением вида кирал-диэлектрик-кирал.Пример 2. При габаритах сечения волновода, определяемых параметрами1=1.5 вlx  1 и l y  1,25 , и значениях диэлектрической проницаемости a112оболочке S1 и a11=2.1 в сердцевине S2 волноводаоптимизация достигаетсяпри следующих значениях оптимизационных параметров: p1 =0, p2 =0.4590,p31 =0.9950 в оболочке S1 и p32 =0 в сердцевине S2 .

При этом частоты отсечкидвух первых мод имеют следующие значения:1 =1.92192 =2.6934.иТаким образом, частотная полоса одномодового режима имеет величину: =0.7715.Еслитеперьположить1a11=2a11=1.5(однородноеволокно,диэлектрическая проницаемость которого совпадает с диэлектрическойпроницаемостью оболочки), то получаются следующие значения частототсечки и полосы одномодовости: 1 = 2.0521, 2 = 2.5651и = 0.5130.В этом случае наличие киральной оболочки позволяет существенно (на50%посравнениюсоднороднымдиэлектрическимволноводом,диэлектрическая проницаемость которого совпадает с диэлектрической116проницаемостью оболочки)увеличить частотную полосу одномодовогорежимаОбщий вывод, который можно сделать, очевидно, такой: введениекиральных элементов позволяет решить задачу увеличения ширины полосыодномодового режима, причем эффективность решения этой проблемысущественно зависит от стратегии введения киральных элементов вструктуру волновода.Выводы к главе VАлгоритм расчета постоянных распространения, построенный иреализованный в главе IV на основе предложенной в главе II обобщеннойпостановки спектральной задачи в волноводе с идеально проводящимистенками и однородным би-изотропным заполнением c использованиемлагранжевых конечных элементов и разработанного в главе III на основеметода Банча-Кауфман алгоритма факторизации матриц применен в качествеблока решения прямой задачи в алгоритме решения задачи синтеза.

В основеалгоритмасинтезаэлектродинамике,лежитметодикапредложеннаярешенияА.Г.СвешниковымзадачисинтезавА.С.Ильинским,основанная на методе регуляризации А.Н.Тихонова. Алгоритм разработан сиспользованием метода Нелдера и Мида, применимого для поиска минимумафункционалав неограниченной области, и метода скользящего допуска,применимом для случая области с ограничениями.С помощью разработанного алгоритма решена практически важнаяспектральная задача синтеза волноводов с киральным заполнением:определение максимальной частотной полосы одномодового режима длядвух первых частот отсечки.Показано, что наличие специальным образом подобранных киральныхэлементов в структуре волновода позволяет существенно увеличить117частотную полосу одномодового режима и тем самым улучшить егоэксплуатационные свойства.118ЗаключениеВработеразработанвариантполнойвекторнойпостановкиспектральной задачи расчета постоянных распространения и полейволноводескусочно-постояннымби-изотропныммод взаполнением.Особенностью данной постановки является то, что при построениичисленного алгоритма, основанного на данной постановке с использованиемлагранжевых конечных элементов, в процессе решениявозникаетсущественно меньшее число не имеющих физического смысла фиктивныхрешений («духов»), чем при стандартной постановке.Проведенодоказанытеоретическое исследованиетеоремыпредложенной постановки ио характере и структуре спектра рассматриваемойспектральной задачи.Построен алгоритм решения задачи распространения электромагнитныхволн в волноведущих системах с би-изотропным заполнением на основелагранжевых конечных элементов.Разработанныйраспространенияалгоритмволнвиспользованволноводахсдлярасчетапрямоугольнойпостоянныхгеометриейпоперечного сечения и кусочно-постоянным би-изотропным заполнением.Результаты исследования продемонстрировали высокую эффективностьпредложенногоалгоритма.Общаяпостановказадачипозволяетиспользовать разработанные алгоритмы для моделирования широкого кругаволноведущих систем, построенных с использованием метаматериалов.Разработанный программный блок решения прямой задачи расчетараспространения электромагнитных волн в волноведущих системах с биизотропным заполнением использован в качестве блока решения обратнойзадачи в программе синтеза подобных волноведущих систем.

Отличительнойособенностью разработанного алгоритма решения задачи синтеза являютсяего универсальность: путем замены блока решения прямой задачи иминимизируемого функционала алгоритмлегко трансформируется для119решения чрезвычайно широкого круга задач синтеза волноведущих систем,причем как спектральных, так и задач возбуждения.С помощью построенного алгоритмапрактическаязадачаметаматериалов,проанализирована решена важнаясинтезаволноведущихсистемнаобладающихмаксимальнойчастотнойосновеполосойодномодового режима. Для волновода прямоугольного сечения с киральнымзаполнением предложена оптимальная структура такого волновода.В заключение я хочу высказать глубокую благодарность моемунаучному руководителю профессору Свешникову Алексею Георгиевичу, атакжекандидатамфизико-математическихнаукМухартовойЮлииВячеславовне и Буткареву Ивану Андреевичу за большую помощь в работенад диссертацией.120Литература1.

Боголюбов Н.А., Мухартова Ю.В. Спектральная задача в волноводе соднородным би-изотропным заполнением // Журнал вычислительнойматематики и математической физики.- 2014. -Т. 54.- №6. - С. 969-976.Mukhartova Yu. V., Bogolyubov N.A. Spectral Problem in a waveguide withHomogeneousBi-isotropicFilling//ComputationalMathematicsandMathematical Physics. Pergamon Press Ltd.- 2014.

-V. 54.-- No 6.- P. 977-983.2. Ю.В.Мухартова, Н.А.Боголюбов. Расчет волноводов методом конечныхэлементовсиспользованиемпроцедурыБанча-Кауфман//ВестникМосковского университета. Серия 3. Физика. Астрономия. -2013. -№ 3. - С.3-7.Mukhartova Yu. V., Bogolyubov N.A. Calculation of Waveguides by the FiniteElement Method Using the Banch-Kaufman Procedure // Moscow UniversityPhysics Bulletin.

-2014. -V. 69.- No 3.- P. 205-209.3. Мухартова Ю.В., Боголюбов Н.А.. Расчет спектральных характеристикволновода с однородным би-изотропным заполнением методом конечныхэлементов // Математическое моделирование. -2014. -Т. 26.- № 12. -С. 97-106.Mukhartova Yu. V., Bogolyubov N.A. Calculating the Spectral Characteristics of aWaveguide with Homogeneous Bi-Isotropic Filling by the Finite Element Method// Mathematical Models and Computer Simulations.

-2015. -Vol. 7.- No 4. P. 323330.4. Боголюбов Н.А., Буткарев И.А., Мухартова Ю.В. Синтез слоистогокирально-диэлектрического волноводаэлектронныйжурнал.-2015.-// Журнал радиоэлектроники:№3.–Режимдоступа:http://jre.cplire.ru/jre/mar15/17/text.pdf .5. Боголюбов А.Н., Боголюбов Н.А., Свешников А.Г..моделированиеволноведущих системМатематическоеметодом конечных разностей иконечных элементов // Физические основы приборостроения.

Характеристики

Список файлов диссертации

Свежие статьи
Популярно сейчас
Как Вы думаете, сколько людей до Вас делали точно такое же задание? 99% студентов выполняют точно такие же задания, как и их предшественники год назад. Найдите нужный учебный материал на СтудИзбе!
Ответы на популярные вопросы
Да! Наши авторы собирают и выкладывают те работы, которые сдаются в Вашем учебном заведении ежегодно и уже проверены преподавателями.
Да! У нас любой человек может выложить любую учебную работу и зарабатывать на её продажах! Но каждый учебный материал публикуется только после тщательной проверки администрацией.
Вернём деньги! А если быть более точными, то автору даётся немного времени на исправление, а если не исправит или выйдет время, то вернём деньги в полном объёме!
Да! На равне с готовыми студенческими работами у нас продаются услуги. Цены на услуги видны сразу, то есть Вам нужно только указать параметры и сразу можно оплачивать.
Отзывы студентов
Ставлю 10/10
Все нравится, очень удобный сайт, помогает в учебе. Кроме этого, можно заработать самому, выставляя готовые учебные материалы на продажу здесь. Рейтинги и отзывы на преподавателей очень помогают сориентироваться в начале нового семестра. Спасибо за такую функцию. Ставлю максимальную оценку.
Лучшая платформа для успешной сдачи сессии
Познакомился со СтудИзбой благодаря своему другу, очень нравится интерфейс, количество доступных файлов, цена, в общем, все прекрасно. Даже сам продаю какие-то свои работы.
Студизба ван лав ❤
Очень офигенный сайт для студентов. Много полезных учебных материалов. Пользуюсь студизбой с октября 2021 года. Серьёзных нареканий нет. Хотелось бы, что бы ввели подписочную модель и сделали материалы дешевле 300 рублей в рамках подписки бесплатными.
Отличный сайт
Лично меня всё устраивает - и покупка, и продажа; и цены, и возможность предпросмотра куска файла, и обилие бесплатных файлов (в подборках по авторам, читай, ВУЗам и факультетам). Есть определённые баги, но всё решаемо, да и администраторы реагируют в течение суток.
Маленький отзыв о большом помощнике!
Студизба спасает в те моменты, когда сроки горят, а работ накопилось достаточно. Довольно удобный сайт с простой навигацией и огромным количеством материалов.
Студ. Изба как крупнейший сборник работ для студентов
Тут дофига бывает всего полезного. Печально, что бывают предметы по которым даже одного бесплатного решения нет, но это скорее вопрос к студентам. В остальном всё здорово.
Спасательный островок
Если уже не успеваешь разобраться или застрял на каком-то задание поможет тебе быстро и недорого решить твою проблему.
Всё и так отлично
Всё очень удобно. Особенно круто, что есть система бонусов и можно выводить остатки денег. Очень много качественных бесплатных файлов.
Отзыв о системе "Студизба"
Отличная платформа для распространения работ, востребованных студентами. Хорошо налаженная и качественная работа сайта, огромная база заданий и аудитория.
Отличный помощник
Отличный сайт с кучей полезных файлов, позволяющий найти много методичек / учебников / отзывов о вузах и преподователях.
Отлично помогает студентам в любой момент для решения трудных и незамедлительных задач
Хотелось бы больше конкретной информации о преподавателях. А так в принципе хороший сайт, всегда им пользуюсь и ни разу не было желания прекратить. Хороший сайт для помощи студентам, удобный и приятный интерфейс. Из недостатков можно выделить только отсутствия небольшого количества файлов.
Спасибо за шикарный сайт
Великолепный сайт на котором студент за не большие деньги может найти помощь с дз, проектами курсовыми, лабораторными, а также узнать отзывы на преподавателей и бесплатно скачать пособия.
Популярные преподаватели
Добавляйте материалы
и зарабатывайте!
Продажи идут автоматически
7021
Авторов
на СтудИзбе
260
Средний доход
с одного платного файла
Обучение Подробнее