Sök i programutbudet

Använd sökfunktionen för att leta efter kurser och program i Chalmers utbildningsutbud. Den programplan och utbildningsplan som avser dina studier är i allmänhet från det läsår du började dina studier.

​​​​​​​​​​​​​

Kursplan för

Läsår
SSY200 - Elektromagnetiska beräkningar
 
Kursplanen fastställd 2014-02-13 av programansvarig (eller motsvarande)
Ägare: MPENM
7,5 Poäng
Betygskala: TH - Fem, Fyra, Tre, Underkänt
Utbildningsnivå: Avancerad nivå
Huvudområde: Elektroteknik, Matematik
Institution: 32 - ELEKTROTEKNIK


Undervisningsspråk: Engelska
Sökbar för utbytesstudenter

Modul   Poängfördelning   Tentamensdatum
Lp1 Lp2 Lp3 Lp4 Sommarkurs Ej Lp
0108 Muntlig tentamen 7,5 hp Betygskala: TH   7,5 hp    

I program

MPWPS TRÅDLÖS TEKNIK, FOTONIK OCH RYMDTEKNIK, MASTERPROGRAM, Årskurs 2 (valbar)
MPENM MATEMATIK OCH BERÄKNINGSVETENSKAP, MASTERPROGRAM, Årskurs 2 (valbar)
MPBME MEDICINSK TEKNIK, MASTERPROGRAM, Årskurs 1 (obligatoriskt valbar)

Examinator:

Docent  Thomas Rylander



Behörighet:


För kurser på avancerad nivå gäller samma grundläggande och särskilda behörighetskrav som till det kursägande programmet. (När kursen är på avancerad nivå men ägs av ett grundnivåprogram gäller dock tillträdeskrav för avancerad nivå.)
Undantag från tillträdeskraven: Sökande med en programregistrering på ett program där kursen ingår i programplanen undantas från ovan krav.

Kursspecifika förkunskaper

Grundläggande kurser i elektromagnetisk fältteori och viss erfarenhet av MATLAB.

Syfte

Numerisk lösning av Maxwells ekvationer spelar en allt viktigare roll inom modern elektroteknik. Framsteg inom både datorteknik och numeriska algoritmer gör det möjligt att lösa många elektromagnetiska problem genom beräkning, snarare än traditionella arbetssätt baserade på konstruktion och provning av prototype. Detta gäller för så spridda områden som virvelströmsberäkningar för generatorer, elektriska maskiner och transformatorer, mikrovågskretsar och antenner, optiska komponenter, radarspridning och elektromagnetisk kompatibilitet. 

Kursen introducerar de viktigaste metoderna inom elektromagnetiska beräkningar: (i) finita differenser, (ii) finita element och (iii) momentmetoden. Dessa metoder tillämpas på modelproblem. Tillämpningar från olika områden av elektromagnetiken används för att illustrera styrkor och svagheter för dessa tre metoder. Kursens mål är att ge studenterna verktyg för att välja en lämplig metod givet ett industriellt elektromagnetiskt problem.

Lärandemål (efter fullgjord kurs ska studenten kunna)

  • Formulera och implementera grundläggande beräkningsalgoritmer för elektromagnetiska problem baserat på
    • finita differenser
    • finita element metoden
    • momentmetoden
  • Genomföra grundläggande utvärdering av det numeriska felet
  • Skilja på olika källor till det beräkningsfelet
  • Använda grundläggande extrapolationstekniker
  • Välja mellan tids-, frekvens- eller egenvärdesanalys givet ett elektromagnetiskt problem
  • Välja lämplig numerisk metod för en given tillämpning
  • Välja lämpliga verktyg för bearbetning av resultaten för given tillämpning
  • Använda kommersiell mjukvara på ett välinformerat sätt
  • Utvärdera hur stora beräkningsresurser som krävs för att analysera ett givet industriellt problem

Innehåll

Tre huvudsakliga beräkningsmetoder studeras i kursen
  • Finita differenser för elektrostatiska och vågutbredningsproblem i en, två och tre dimensioner. Förskjutna nät för Maxwells ekvationer (FDTD eller Yees metod). Tillämpning på beräkning av kapacitans och S-parametrar för mikrovågskrets.
  • Finita element metoden (FEM) i en och två dimensioner. Nod- och kantelement. Galerkins metod och variationsformuleringar. Tillämpning på mikrovågskaviteter, magnetostatiska och virvelströmsproblem.
  • Momentmetoden i två och tre dimensioner. Integralformulering av elektrostatiken och Maxwells ekvationer. Greens funktioner och numerisk integration. Tillämpning på kapacitansberäkningar och elektromagnetisk spridning från tunna trådar.
Feluppskattning och extrapolation till noll cellstorlek studeras genom nätförfining.

Organisation

Kursen ges i form av föreläsningar och datorövningar. Undervisningen är orienterad mot inlämningsproblem (MATLAB) vilka adresserar tillämpningsproblem.

Litteratur

T. Rylander, A. Bondeson and P. Ingelström, Computational Electromagnetics, New York: Springer, 2013.

Examination

Godkända inlämningsproblem och muntlig examination.


Sidansvarig Publicerad: on 24 jan 2018.