Mô phỏng điện từ là gì?

Sử dụng các tính toán gần đúng cho các phương trình Maxwell và định luật Faraday, mô phỏng điện từ là các mô hình của điện từ và ảnh hưởng của chúng đối với môi trường và cấu trúc vật lý về chúng.Một mô phỏng điện từ có thể được sử dụng để nhắm ăng -ten vệ tinh theo đúng hướng để có các kênh tối đa và độ rõ và đánh giá hiệu suất của nó hoặc để xác định lan truyền sóng khi không ở trong không gian trống.Những mô phỏng này có thể hỗ trợ thiết kế hiệu quả các chip máy tính và chỉ ra cách cải thiện hiệu suất trong các thiết bị điện tử chính bằng cách định vị sự không tương thích của các thành phần trong chúng.Bức xạ điện từ được chọn và rải rác và sau đó được hấp thụ bởi các hạt nhỏ được sử dụng trong các mô phỏng cho các dự án khoa học tại Phòng thí nghiệm Tổ chức Nghiên cứu Hạt nhân Châu Âu (CERN) cho các dự án gia tốc hạt của họ.Các chương trình mô phỏng điện từ cũng đang được sử dụng làm công cụ trong các phòng thí nghiệm vật lý đại học để dạy hiệu quả hơn khi sinh viên nhận được kinh nghiệm thực hành với việc giải quyết các vấn đề bằng cách sử dụng chúng.Avenues để sử dụng lưới để phân biệt không gian bằng cách tạo ra một cuộc khảo sát tôpô về không gian.Việc giải các phương trình này trong mô phỏng điện từ thường cho thấy các vấn đề trong bộ nhớ và nguồn điện trên máy tính vì chúng thường chỉ có thể được thực hiện trên các siêu máy tính bằng thời gian cho mỗi lần thời gian trong toàn bộ miền, giải các phương trình Maxwell khi chúng đi hoặc chia đôi bằng cách sử dụng bằng cách sử dụng bằng cách sử dụngThời gian lặp lại và biến đổi Fourier nhanh.Trong cơ học chất lỏng, phương pháp ranh giới hoặc phương pháp của các khoảnh khắc (MOM) có thể được áp dụng để giải quyết các vấn đề kỹ thuật, âm học và điện từ.Điều này chỉ tập trung tính toán vào các khu vực đường viền của một không gian chứ không phải là giá trị âm lượng ở mỗi bước của toàn bộ không gian.Hữu ích trong bảo vệ điện từ.Dòng điện có thể bị chặn bởi các bức tường kim loại hoặc các thiết bị che chắn khác trong khi dòng từ tính chỉ có thể được di chuyển xung quanh vật cản.Trong chuồng Faraday, khi các bức tường của lồng được nối đất, một đường dẫn dòng điện bị xáo trộn bởi các electron hoạt động như những người vận chuyển điện trong một mẫu lưới và bù cho trường;Điều này làm cho dòng điện tan biến.Khi màn hình lưới ở mặt trước của một cửa vi sóng ngăn không thể thoát ra khỏi thiết bị vì lò vi sóng lớn hơn các lỗ nhỏ trong lưới, mô phỏng lưới điện từ có thể thiết kế bảo vệ tốt từ dòng điện.Giải các phương trình Maxwell bằng cách đạp xe qua điện trường trong một lần và sau đó đạp xe qua từ trường cho lần tiếp theo và liên tục xen kẽ nhiều lần được gọi là phương pháp miền thời gian khác biệt hữu hạn (FDTD) để tạo mô phỏng.Tương tác sóng EM với các vấn đề kỹ thuật cấu trúc vật liệu đã được giải quyết bằng phương pháp này nhiều hơn bất kỳ phương pháp nào khác ở Mỹ kể từ khoảng năm 1990. Nó được sử dụng để giải quyết các công nghệ chữ ký radar, công nghệ không dây và hình ảnh y sinh, chỉ để đặt tên cho một số sử dụng áp dụng của nó. Mô hình sóng để mô phỏng điện từ và phân tích các mạch có thể được thực hiện bằng phương pháp mô hình toàn bộ phần tử phần tử (PEEC) ba chiều (3-D).Các phương trình tích phân được hiểu là định luật điện áp Kirchhoff, và sử dụng PEEC, được áp dụng cho một tế bào PEEC cung cấp giải pháp hình học 3 chiều của mạch hoàn chỉnh, cho phép các mạch bổ sung được hỗ trợ cho thiết kế dòng điện trực tiếp.Sử dụng các mô hình như thế này trong mô phỏng điện từ giúp tiết kiệm thời gian và chi phí tiền bạc trong việc sản xuất các mạch tích hợp.Ting để sử dụng các trò chơi video được thiết kế để cung cấp cho học sinh các bài học thông qua mô phỏng điện từ để mô tả trực quan cho các sinh viên các hiện tượng của các biểu diễn vật lý.Điều này có thể giúp học sinh nắm bắt tốt hơn các khái niệm và đủ khả năng trải nghiệm bộ não của họ tiết lộ cho họ những điểm yếu trong sự hiểu biết của chính họ và các bước cần thực hiện để củng cố những điều này.Cả sinh viên và người hướng dẫn đều phát hiện ra rằng cả việc học nhanh hơn và chuyên sâu hơn đều có thể được tạo điều kiện bằng cách sử dụng các ví dụ trong thế giới thực về việc giải quyết khái niệm vật lý bằng phần mềm mô phỏng điện từ.