Co to jest elektromagnetyka obliczeniowa?

Obliczeniowa elektromagnetyka, która jest często nazywana modelowaniem elektromagnetycznym lub elektrodynamiką obliczeniową, jest dziedziną fizyki, która pozwala naukowcom przewidzieć i opisywać zachowanie fal elektromagnetycznych, gdy wchodzą w kontakt z obiektami fizycznymi.Naukowcy mogą używać obliczeniowej elektromagnetyki podczas badania dowolnej fali elektromagnetycznej, choć jest ona najczęściej stosowana w badaniu fal radiowych lub mikrofalowych.W takich przypadkach teoria elektromagnetyczna jest często stosowana, aby pomóc naukowcom w opracowywaniu lepszych anten i urządzeń komunikacyjnych.Aby modelować te złożone równania, naukowcy wymagają zastosowania potężnych komputerów.

Naukowcy pracujący w elektrodynamice obliczeniowej opierają się na zestawie równań znanych jako równania Maxwellsa.Równania te są używane do opisania zachowania pól elektrycznych i magnetycznych, na które mają wpływ zarówno duże, jak i małe obiekty.Niektóre równania Maxwellsa są odpowiednie podczas badania wpływu cząstek atomowych na pola elektromagnetyczne, podczas gdy inne dokładniej opisują sposób, w jaki te pola mają wpływ obiekty makroskopowe.Oba te zestawy równań uwzględniają pola elektromagnetyczne emitowane przez te inne obiekty i opisują, co się dzieje, gdy te różne zestawy pól elektromagnetycznych oddziałują.

Równania stosowane w elektromagnetyce obliczeniowej są niezwykle złożone.Biorą pod uwagę wiele różnych dziedzin i przewidują zachowanie tych pól na danym obszarze w przestrzeni.Złożoność matematyki wymaga użycia komputerów, które mogą wypełnić wiele różnych obliczeń i ekstrapolację z nich.Interakcja pól elektromagnetycznych może być reprezentowana matematycznie i wizualnie, aby zachowanie tych pól można było łatwo zobaczyć i zrozumieć.

W badaniu radia i mikrofalów istnieje wiele praktycznych zastosowań do elektromagnetyki obliczeniowej.Lepsze zrozumienie tej dziedziny doprowadziło do postępu w komunikacji i tworzeniu anten, które są w stanie przekazywać i odbierać dane bardziej niezawodnie.W szczególności dziedzina technologii komórkowej bardzo skorzystała z dokładniejszej wiedzy o tym polu, a także ze zwiększonej mocy komputera do obliczania interakcji pola elektromagnetycznego na większym obszarze.

Chociaż zachowanie pola elektromagnetycznego nie jest dobre-Zorganizowani, dla uproszczenia, obliczenini naukowcy elektromagnetycy często modelują te dziedziny symetrycznie.W przypadku wielu zastosowań bardziej praktyczne jest myślenie o tych dziedzinach jako ogólnościach, które można modelować jako proste obiekty dwukierunkowe, takie jak koła lub kule.Możliwe jest wykonanie dokładniejszych modeli pól elektromagnetycznych, jeśli są one potrzebne do różnych zastosowań.