Cos'è l'elettromagnetica computazionale?

L'elettromagnetica computazionale, che è spesso chiamata anche modellistica elettromagnetica o elettrodinamica computazionale, è un campo di fisica che consente agli scienziati di prevedere e descrivere il comportamento delle onde elettromagnetiche quando entrano in contatto con oggetti fisici.Gli scienziati possono utilizzare l'elettromagnetica computazionale quando studiano qualsiasi onda elettromagnetica, sebbene sia più comunemente usato nello studio di onde radio o microonde.In questi casi, la teoria elettromagnetica viene spesso utilizzata per aiutare gli scienziati a sviluppare antenne migliori e apparecchiature di comunicazione.Al fine di modellare queste equazioni complesse, gli scienziati richiedono l'uso di potenti computer.

Gli scienziati che lavorano nell'elettrodinamica computazionale si basano su un insieme di equazioni note come equazioni di Maxwells.Queste equazioni sono usate per descrivere il comportamento dei campi elettrici e magnetici, che sono influenzati da oggetti sia grandi che piccoli.Alcune delle equazioni di Maxwells sono appropriate quando si studiano gli effetti delle particelle atomiche sui campi elettromagnetici, mentre altre descrivono in modo più accurato il modo in cui questi campi sono influenzati da oggetti macroscopici.Entrambe queste serie di equazioni tengono conto dei campi elettromagnetici emessi da questi altri oggetti e descrivono cosa succede quando questi diversi set di campi elettromagnetici interagiscono.

Le equazioni utilizzate nell'elettromagnetica computazionale sono estremamente complesse.Tengono conto di una serie di campi diversi e prevedono il comportamento di questi campi su una determinata area nello spazio.La complessità della matematica richiede l'uso di computer che possono completare molti calcoli diversi ed estrapolare informazioni da essi.L'interazione dei campi elettromagnetici può essere rappresentata matematicamente e visivamente in modo che il comportamento di questi campi possa essere facilmente visto e compreso.

Nello studio di radio e microonde, ci sono una serie di applicazioni pratiche per l'elettromagnetica computazionale.Una maggiore comprensione di questo campo ha portato a progressi nella comunicazione e alla creazione di antenne che sono in grado di trasmettere e ricevere dati in modo più affidabile.Il campo della tecnologia cellulare, in particolare, ha beneficiato notevolmente da una conoscenza più approfondita di questo campo e dall'aumento della potenza del computer per calcolare le interazioni sul campo elettromagnetico su un'area più ampia.

Sebbene il comportamento di un campo elettromagnetico non sia bene-organizzati, per semplicità, gli scienziati elettromagnetici computazionali spesso modellano questi campi simmetrali.Per molte applicazioni, è più pratico pensare a questi campi come generalità che possono essere modellati come semplici o tridimensionali oggetti tridimensionali, come cerchi o sfere.È possibile creare modelli più accurati di campi elettromagnetici se sono necessari per varie applicazioni.