การจำลองแม่เหล็กไฟฟ้าคืออะไร?

การใช้การคำนวณโดยประมาณกับสมการของ Maxwell และกฎของ Faraday การจำลองแม่เหล็กไฟฟ้าเป็นแบบจำลองของแม่เหล็กไฟฟ้าและผลกระทบที่มีต่อสิ่งแวดล้อมและโครงสร้างทางกายภาพเกี่ยวกับพวกเขาการจำลองแม่เหล็กไฟฟ้าสามารถใช้เพื่อเล็งเสาอากาศดาวเทียมในทิศทางที่ถูกต้องสำหรับช่องทางสูงสุดและความคมชัดและตัดสินประสิทธิภาพของมันหรือเพื่อกำหนดการแพร่กระจายของคลื่นเมื่อไม่ได้อยู่ในพื้นที่ว่างการจำลองเหล่านี้สามารถช่วยในการออกแบบชิปคอมพิวเตอร์อย่างมีประสิทธิภาพและชี้ไปที่วิธีการปรับปรุงประสิทธิภาพในอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ที่สำคัญโดยการค้นหาความเข้ากันไม่ได้ของส่วนประกอบภายในรังสีแม่เหล็กไฟฟ้าที่ถูกหยิบขึ้นมาและกระจัดกระจายจากนั้นจึงถูกดูดซับโดยอนุภาคขนาดเล็กถูกนำมาใช้ในการจำลองสถานการณ์สำหรับโครงการวิทยาศาสตร์ที่องค์การยุโรปเพื่อการวิจัยนิวเคลียร์ (CERN) ห้องปฏิบัติการสำหรับโครงการเร่งอนุภาคของพวกเขาโปรแกรมการจำลองแม่เหล็กไฟฟ้ายังถูกใช้เป็นเครื่องมือในห้องปฏิบัติการฟิสิกส์วิทยาลัยเพื่อสอนได้อย่างมีประสิทธิภาพมากขึ้นเมื่อนักเรียนได้รับประสบการณ์จริงด้วยการแก้ปัญหาโดยใช้พวกเขา

การแก้สมการของ Maxwell ในแต่ละจุดในตารางมุมฉากหรือ non-orthogonal เป็นหนึ่งในช่องทางที่จะใช้กริดเพื่อแยกพื้นที่โดยการสร้างการสำรวจทอพอโลยีของพื้นที่การแก้สมการเหล่านี้ในการจำลองแม่เหล็กไฟฟ้ามักจะเผยให้เห็นปัญหาในหน่วยความจำคอมพิวเตอร์และพลังงานเนื่องจากพวกเขามักจะสามารถทำได้ในซูเปอร์คอมพิวเตอร์โดยการกำหนดเวลาสำหรับแต่ละช่วงเวลาตลอดเวลาตลอดทั้งโดเมนการวนซ้ำเวลาและการแปลงฟูริเยร์อย่างรวดเร็วในกลศาสตร์ของไหลวิธีการขอบเขตหรือ“ วิธีการช่วงเวลา” (MOM) สามารถนำไปใช้เพื่อแก้ปัญหาทางวิศวกรรมเสียงและแม่เหล็กไฟฟ้าสิ่งนี้มุ่งเน้นการคำนวณเฉพาะในพื้นที่ชายแดนของพื้นที่มากกว่าค่าปริมาตรในทุกขั้นตอนของพื้นที่ทั้งหมด

ไมโครเวฟในครัวมีความคล้ายคลึงกับสิ่งที่เรียกว่ากรงฟาราเดย์ซึ่งแสดงให้เห็นว่าแบบจำลองการจำลองคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าอาจเป็นอย่างไรมีประโยชน์ในการป้องกันแม่เหล็กไฟฟ้ากระแสไฟฟ้าสามารถถูกบล็อกโดยผนังโลหะหรืออุปกรณ์ป้องกันอื่น ๆ ดังกล่าวในขณะที่กระแสแม่เหล็กสามารถเคลื่อนย้ายไปรอบ ๆ สิ่งกีดขวางได้ในกรงของฟาราเดย์เมื่อผนังกรงมีสายดินเส้นทางกระแสไฟฟ้าของกระแสไฟฟ้าจะถูกรบกวนโดยอิเล็กตรอนที่ทำหน้าที่เป็นผู้ให้บริการไฟฟ้าในรูปแบบตาข่ายและชดเชยสนามสิ่งนี้ทำให้กระแสไฟฟ้ากระจายไปเช่นเดียวกับหน้าจอตาข่ายที่ด้านหน้าของประตูไมโครเวฟบล็อกไมโครเวฟจากการหลบหนีอุปกรณ์เนื่องจากไมโครเวฟมีขนาดใหญ่กว่ารูเล็ก ๆ ในตาข่ายการจำลองตาข่ายแม่เหล็กไฟฟ้าสามารถออกแบบการป้องกันที่ดีจากกระแสไฟฟ้าแก้สมการ Maxwell โดยการปั่นจักรยานผ่านสนามไฟฟ้าเป็นเวลาหนึ่งทันทีจากนั้นจึงขี่จักรยานผ่านสนามแม่เหล็กสำหรับวิธีการครั้งต่อไปและการสลับซ้ำแล้วซ้ำอีกซ้ำแล้วซ้ำอีกเป็นที่รู้จักกันว่าวิธีการกำหนดเวลา จำกัด (FDTD) สำหรับการสร้างแบบจำลองEM Wave Interaction กับปัญหาโครงสร้างวัสดุทางวิศวกรรมได้รับการแก้ไขโดยวิธีนี้มากกว่าวิธีอื่น ๆ ในสหรัฐอเมริกาตั้งแต่ประมาณปี 1990 มันถูกใช้ในการแก้ปัญหาเทคโนโลยีลายเซ็นเรดาร์เทคโนโลยีไร้สายและการถ่ายภาพชีวการแพทย์. การสร้างแบบจำลองคลื่นสำหรับการจำลองแม่เหล็กไฟฟ้าและการวิเคราะห์วงจรสามารถทำได้โดยใช้องค์ประกอบบางส่วนที่เทียบเท่า (PEEC) สามมิติ (3-D) วิธีการสร้างแบบจำลองเต็มคลื่นสมการอินทิกรัลถูกตีความว่าเป็นกฎหมายแรงดันไฟฟ้าของ Kirchhoff และการใช้ PEEC นั้นถูกนำไปใช้กับเซลล์ PEEC ซึ่งให้วิธีการแก้ปัญหารูปทรง 3 มิติของวงจรที่สมบูรณ์ทำให้วงจรเพิ่มเติมได้รับการสนับสนุนจากการออกแบบกระแสไฟฟ้าโดยตรงการใช้แบบจำลองเช่นนี้ในการจำลองแม่เหล็กไฟฟ้าช่วยประหยัดค่าใช้จ่ายเวลาและเงินในการผลิตวงจรรวม

แผนกฟิสิกส์ของวิทยาลัยเป็นดาวฤกษ์Ting เพื่อใช้ประโยชน์จากวิดีโอเกมที่ออกแบบมาเพื่อให้บทเรียนของนักเรียนผ่านการจำลองแม่เหล็กไฟฟ้าเพื่อแสดงให้เห็นถึงปรากฏการณ์ของการเป็นตัวแทนฟิสิกส์ของนักเรียนต่อนักเรียนสิ่งนี้สามารถช่วยให้นักเรียนได้รับแนวคิดที่ดีขึ้นและจ่ายประสบการณ์สมองของพวกเขาที่เผยให้เห็นถึงจุดอ่อนในความเข้าใจของตนเองและขั้นตอนในการดำเนินการเพื่อเสริมสร้างสิ่งเหล่านี้ทั้งนักเรียนและอาจารย์ผู้สอนพบว่าการเรียนรู้ที่เร็วขึ้นและในเชิงลึกสามารถอำนวยความสะดวกได้โดยใช้ตัวอย่างจริงของการแก้แนวคิดทางฟิสิกส์โดยใช้ซอฟต์แวร์จำลองแม่เหล็กไฟฟ้า