2023-06-252023-06-25https://tore.tuhh.de/handle/11420/15862Nowadays 3D electromagnetic (EM) simulators based on different numerical techniques such as the finite element method (FEM), the method of moments (MoM), the finite-difference time- domain technique (FDTD), the transmission-line matrix method (TLM), or the finite integration technique (FIT) are available for the analysis of a wide variety of electromagnetic problems. However it is well known that the results provided by the codes depend on many factors such as a suitable discretization of the structure under investigation or a careful positioning of absorbing boundary conditions. In this context each 3D EM simulator has its own requirements concerning the boundary size, the port type, or the shape of mesh elements. All input quantities have to be specified carefully in order to obtain accurate results. In practice it is difficult to satisfy all conditions and, hence, the simulated results could be “inaccurate”. In this case the questions arises how to validate them. Based on the IEEE standard 1597 “Standard for Validation of Computational Electromagnetic Computer Modeling and Guest student from Ajou Universität, Süd Korea Simulation” various examples are investigated in this project. The goal is to find out how the different methods compare to each other when applied to different types of structures. Canonical validation problems such as dipole antenna, a loop antenna, a thick monopole antenna on a finite plate, and a rectangular cavity with apertures are considered using two commercial programs (based on FEM and FIT) and the code CONCEPT-II developed by the Institute of Electrromagnetic Theory (based on MOM). This project investigates the conditions necessary to obtain accurate results for all mentioned cases.Sangwook Park, M. Sc., Gaststudent aus Ajou Universität, Süd Korea Heutzutage werden verschiedenste Feldrechenprogramme zur Lösung dreidimensionaler elektromagnetischer Aufgabenstellungen eingesetzt. Die bekanntesten Vertreter sind die Finite-Elemente-Methode (FEM), die Momentenmethode (MoM), die Finite-Differenzen-Methode im Zeitbereich (FDTD), die Finite-Integral-Methode (FIT) und die Transmission-Line-Matrix-Methode (TLM). Mit allen genannten Verfahren wurde bereits eine große Vielfalt elektromagnetischer Problemstellungen behandelt und erfolgreich gelöst. Es ist sehr wohl bekannt, dass die Qualität der auf numerischem Wege erzielten Resultate von einer Reihe von Faktoren abhängt, z.B. von einer ausreichenden Diskretisierung der zugrundeliegenden Strukur und des Setzen absorbierender Randbedingungen. In diesem Zusammenhang hat jedes Verfahren seine spezifischen Anforderungen was die Rechengebietsabgrenzung, das Setzen von Toren oder die Wahl der Gitterlelemente betrifft. Alle Eingabegrößen müssen sorgfältig gewählt werden, um genaue Resultate zu erhalten. In der Praxis erweist es sich oft als kompliziert, alle Bedingungen zu erfüllen, was zu „unscharfen“ Ergebnisse führen kann. Hier stellt sich dann die Frage, wie die Resultate zu validieren sind. Basierend auf dem IEEE-Standard 1597 “Standard for Validation of Computational Electromagnetic Computer Modeling and Simulation” werden in diesem Projekt verschiedene Beispiele untersucht. Das Ziel ist, herauszufinden, wie sich unterschiedliche Löser im gegenseitigen Vergleich bei identischen Aufgabenstellungen verhalten. Dabei sollen kanonische Probleme wie eine Dipolantenne, eine dicker Monopol auf einer endlichen Platte und eine quaderförmige Kavität mit Aperturen betrachtet werden, und zwar bei Anwendung zweier kommerzieller Programme (basierend auf der FEM und der FIT) und dem institutseigenen Programm CONCEPT-II (basierend auf der MOM). Dieses Projekt soll die Bedingungen benennen, die nötig sind, um valide Lösungen in den genannten Fällen zu erhalten.