کاربرد میدان الکترومغناطیسی محاسباتی در طراحی منبع جریان خط هوایی

امروزه روش های الکترومغناطیسی محاسباتی نقش مهمی در مدل سازی و طراحی سریع سیستم های الکترومغناطیسی و کاربردهای تجاری و صنعتی آن ها ایفا می کنند؛ نمونه سازی مجازی مبتنی بر الکترومغناطیسی محاسباتی در حال حاضر به دلیل دقت بالا به طور گسترده در طراحی سیستم های الکتریکی و الکترونیکی، مورد استفاده قرار گرفته است؛ با بسیاری از روش-های عددی برای حل معادلات ماکسول در محدوده وسیعی از فرکانس از DC تا صدها گیگاهرتز یا حتی در محدوده امواج تراهرتز تضمین شده است؛ با افزایش مداوم یکپارچگی و پیچیدگی در سیستم ها و دستگاه های EM، مدل سازی عددی و روش های شبیه سازی نقش کلیدی در طراحی منبع های جریان الکترومغناطیس هوایی دارند.این مقاله، یک راه حل تحلیلی شکل سری برای اجزای میدان الکترومغناطیسی هم زمان تولید شده توسط یک منبع خط جریان سربار ارائه می کند؛ راه حل از ریخته گری عبارت انتگرال نمایش کامل برای میدان الکتریکی محوری تولید شده به شکلی ناشی می شود که در آن بخش غیر تحلیلی انتگرال به یک سری توان از ضریب انتشار عمودی در فضای هوا گسترش می یابد؛ این امکان، بیان میدان الکتریکی را به عنوان مجموع مشتقات انتگرال سامرفلد توصیف می کند که میدان اولیه را که شکل صریح آن مشخص است، بیان می کند؛ در نتیجه، میدان الکتریکی به عنوان مجموع توابع هانکل استوانه ای، با ضرایب بسته به موقعیت نقطه میدان نسبت به منبع خط و تصویر ایده آل آن، داده می شود؛ عبارات صریح مشابه برای اجزای میدان مغناطیسی، با اعمال قانون فارادی به دست می آیند؛ نتایج حاصل از شبیه سازی های عددی نشان می دهند که راه حل تحلیلی مشتق شده، مزایایی از نظر هزینه زمانی با توجه به طرح های عددی مرسوم مورد استفاده برای محاسبه انتگرال های نوع Sommerfeld ارائه می دهد.

Keywords:

منبع جریان خط , مشکل نیم فضا , انتشار موج EM , طراحی سیستم الکترومغناطیسی , خط هوایی , میدان لکترومغناطیسی