Tato práce se věnuje numerické analýze elektromagnetických vlastností kompozitních materiálů. V teoretické části se zabývá elektromagnetickým polem a jeho popisem pomocí Maxwellových rovnic. Je zde uveden také popis vzniku Maxwellových rovnic. Ve druhé kapitole se nachází seznámení s kompozitními materiály, jejich vlastnosti, rozdělení, složení. Další kapitola popisuje metodu konečných diferencí v časové oblasti (FDTD). Praktická část se věnuje základním technikám 3D modelování v programu CST Microwave Studio. Dále modelování základních motivů vyskytujících se v užívaných kompozitních materiálech, které vede k získání koeficientu prostupu a jejich porovnání s analytickými homogenizovanými modely pro kompozitní materiály.
Annotation in English
This work is devoted to numerical analysis of electromagnetic properties of composite materials. The theoretical part deals with the electromagnetic field and its description using Maxwell's equations. It contains a description of Maxwell's equations. The second chapter is a introduction to composite materials, their properties, distribution, composition. The next chapter describes the Finite Difference Time Domain (FDTD). The practical part deals with basic techniques in 3D modeling program CST Microwave Studio. Further modeling of the basic themes that occur in composite materials used, which leads to a transmission coefficient and comparison with analytical models for the homogenized composite material.
Keywords
Maxwellovy rovnice, kompozitní materiál, FDTD, model
Keywords in English
Maxwell's equations, composite material, FDTD, model
Length of the covering note
65
Language
CZ
Annotation
Tato práce se věnuje numerické analýze elektromagnetických vlastností kompozitních materiálů. V teoretické části se zabývá elektromagnetickým polem a jeho popisem pomocí Maxwellových rovnic. Je zde uveden také popis vzniku Maxwellových rovnic. Ve druhé kapitole se nachází seznámení s kompozitními materiály, jejich vlastnosti, rozdělení, složení. Další kapitola popisuje metodu konečných diferencí v časové oblasti (FDTD). Praktická část se věnuje základním technikám 3D modelování v programu CST Microwave Studio. Dále modelování základních motivů vyskytujících se v užívaných kompozitních materiálech, které vede k získání koeficientu prostupu a jejich porovnání s analytickými homogenizovanými modely pro kompozitní materiály.
Annotation in English
This work is devoted to numerical analysis of electromagnetic properties of composite materials. The theoretical part deals with the electromagnetic field and its description using Maxwell's equations. It contains a description of Maxwell's equations. The second chapter is a introduction to composite materials, their properties, distribution, composition. The next chapter describes the Finite Difference Time Domain (FDTD). The practical part deals with basic techniques in 3D modeling program CST Microwave Studio. Further modeling of the basic themes that occur in composite materials used, which leads to a transmission coefficient and comparison with analytical models for the homogenized composite material.
Keywords
Maxwellovy rovnice, kompozitní materiál, FDTD, model
Keywords in English
Maxwell's equations, composite material, FDTD, model
Research Plan
Seznamte se principy základních numerických metod používaných při řešení Maxwellových rovnic (především s metodou FDTD).
Nastudujte základní techniky 3D modelování v programu CST microwave studio.
Proveďte 3D modelování vhodně zvolených základních motivů vyskytujících se v prakticky užívaných kompozitních materiálech v prostředí programu CST microwave studio.
Proveďte výpočet koeficientu odrazu a prostupu v pásmu do 18 GHz.
Srovnejte výsledky analýzy z programu CST mw studio s výsledky získanými na základě analytických homogenizovaných modelů pro kompozitní materiály.
Research Plan
Seznamte se principy základních numerických metod používaných při řešení Maxwellových rovnic (především s metodou FDTD).
Nastudujte základní techniky 3D modelování v programu CST microwave studio.
Proveďte 3D modelování vhodně zvolených základních motivů vyskytujících se v prakticky užívaných kompozitních materiálech v prostředí programu CST microwave studio.
Proveďte výpočet koeficientu odrazu a prostupu v pásmu do 18 GHz.
Srovnejte výsledky analýzy z programu CST mw studio s výsledky získanými na základě analytických homogenizovaných modelů pro kompozitní materiály.
Recommended resources
Orfanidis, S., J. EM Waves and antennas, 2010. New York. Dostupné z www.ece.rutgers.edu/
orfanidi/ewa/
Taflove, A. Computational electrodynamics: the finite-difference time-domain method, 2005. Nakladatelství Artech House. 3rd edition. ISBN 978-1-58053-832-9.
Hollowayi, C., L., Sarto, S., M., Johansson, M., Analyzing Carbon-Fiber Composite Materials With Equivalent-Layer Models. IEEE Transcations on electromagnetic compatibility, Nov 2005, vol. 47, no. 4, pg. 833-844.
Mehdipour, A., Trueman, C., W., Sebak, A., R., Rosca, I., D., Hoa, S., V., Shielding Effectiveness Analysis of Multilayer Carbon-Fiber Composite Materials. Proceedings of the URSI General Assembly, 2008, Chicago.
A. Piche, A. Bennani, R. Perraud, T. Abboud, F. Bereuxv, G. Peres and V. Srithammavanh. Electromagnetic modeling of multilayer carbon fibers composites. Int. Symposium on Electromagnetic Compatibility. June 11-12. 2009.
CST microwave studio 2010, uživatelský manuál.
Recommended resources
Orfanidis, S., J. EM Waves and antennas, 2010. New York. Dostupné z www.ece.rutgers.edu/
orfanidi/ewa/
Taflove, A. Computational electrodynamics: the finite-difference time-domain method, 2005. Nakladatelství Artech House. 3rd edition. ISBN 978-1-58053-832-9.
Hollowayi, C., L., Sarto, S., M., Johansson, M., Analyzing Carbon-Fiber Composite Materials With Equivalent-Layer Models. IEEE Transcations on electromagnetic compatibility, Nov 2005, vol. 47, no. 4, pg. 833-844.
Mehdipour, A., Trueman, C., W., Sebak, A., R., Rosca, I., D., Hoa, S., V., Shielding Effectiveness Analysis of Multilayer Carbon-Fiber Composite Materials. Proceedings of the URSI General Assembly, 2008, Chicago.
A. Piche, A. Bennani, R. Perraud, T. Abboud, F. Bereuxv, G. Peres and V. Srithammavanh. Electromagnetic modeling of multilayer carbon fibers composites. Int. Symposium on Electromagnetic Compatibility. June 11-12. 2009.
CST microwave studio 2010, uživatelský manuál.
