模拟电磁波中的金属对象

2015年5月14日

金属材料,能够高导电非常好的电磁波电磁波电磁波电磁波电磁波电磁波电磁波电磁波,微波及微波及通过通过通过通过通过通过通过通过通过通过通过通过通过模块模块模块模块对象这里,我们将阻抗过渡条件完美导体边界条件条件条件,并并条件

什么是金属?

对于什么这问题问题问题问题问题,麦克斯韦控制控制控制控制控制控制方程组开始。。考虑的的的的的形式形式的的方程组:

\ nabla \ times \ left(\ mu_r^{ - 1} \ nabla \ nabla \ times \ times \ mathbf {e} \ right) - { - \ frac {\ omega^2} {c_0^2}} {c_0^2}}}}frac {i \ sigma} {\ omega \ epsilon_0} \ right)\ mathbf {e} = 0

上述上述rf模块模块波动光学模块的的电磁波,频域(((())频率\ omega = 2 \ pi f下的电场\ Mathbf {e}。其他项包括材料::\ mu_r相对磁导率\ epsilon_r相对介电常数\ sigma电导率

出于本目的,我们我们假设深度较且有损耗的的金属金属有损耗材料指任何或为复数值,或或的也就是说说说说说,有有是说是是是是是是是是是损耗损耗损耗损耗损耗损耗损耗损耗损耗材料材料材料材料会会向向控制方程方程方程引入引入引入引入引入引入一一集肤深度是电流材料内的测量指标。

工作频率,电磁应都会将材料中电流电流推向边界处边界处。。。集肤集肤集肤集肤深度深度深度深度是是是是是到到到到到到到到到到到到到到到到到到到到到到到到到到到到到到到到到到到到到到到到到到到到到到到到到到到到到到到到到到到到到到到

\ delta = \ left [\ protatorName {re} \ left(\ sqrt {i \ omega \ mu_0 \ mu_0 \ mu_r(\ sigma + i \ i \ omega \ emega \ epsilon_0 \ epsilon_0 \ epsilon_r)

其中\ mu_r\ epsilon_r都可以是。

(((),下(接近接近接近接近接近接近接近接近接近接近接近接近离子离子离子离子离子常数为为实数值,电导率电导率高因此上述方程:

\ delta = \ sqrt {\ frac {2} {\ omega \ mu_0 \ mu_r \ sigma}}}}}

comsol Multiphysics进行前前前,首先首先或估算估算模拟模拟材料的的集肤集肤。。集肤深度件尺寸信息信息

阻抗边界条件

既然已经集肤,我们我们能该值与对象的的特征尺寸L_C进行对比。L_C有几。具体情况,特征特征情况定义体积与面积面积面积面积

我们假设一个l_c \ gg \ delta的是,对象说说大于集肤。虽然会对象对象对象对象内部内部,但内部,但但效应效应效应效应效应会会会会会将将将这些这些。。在表面上方流动。就阻抗条件条件,“它”背背后后后后后的的所有所有材料材料处理处理为为无限。。从从电磁波电磁波电磁波的的的的角度角度角度l_c \ gg \ delta说明波会穿透对象。

集肤深度小的金属。。
如果集肤小于对象,就就使用边界。。。

(IBC),,我们可以在表面之上表面表面表面表面表面表面表面表面表面表面表面表面表面必再再再模拟模拟模型模型金属域金属域金属域内部分部分的的的的的的的方程组ibc还此外此外此外此外此外计算由电导率造成的损耗。。。。对于对于对于对于对于对于对于腔体谐振器Q Q因子和谐振频率教程案例。

随着l_c / \ delta \ rightarrow \ infty,ibc将更精确对于类似的对象,即使,即使l_c / \ delta \ gt> 10,它仍精确对于锋利锋利对象,拐角锋利对象,不过略微不精确通过圆角消除的奇异性”博客的,这属于影响,也影响影响模拟尖角后的一

,如果现在类似种种一远小于的对象呢?此时此时使用ibc,我们我们使用边界。。

过渡边界条件

(TBC)适用于适用于对象的特征尺寸曲率相比较比较小的导电导电材料层。。即使即使厚度厚度是是集肤集肤深度深度深度的的的的倍

tbc会材料及作为输入项输入项输入项,并并厚度及阻抗阻抗来来计算阻抗阻抗阻抗这些可以可以用于将将将膜膜膜两两侧侧表面表面的电流电流电流电流关联说说也就也就。

tbc两看看看您可以查看分光器教程案例,它利用个值介电常数。。。

带有表面的金属对象。。
过渡边界会边界两的表面电流。

增加表面粗糙度

截至,tbc和ibc都都是的。一般认为平面边界在几何上是是完美完美的。正如如如如线性静态的网格剖分事项事项”博客中,弯曲弯曲在用元网格精度内内,即解析,即即解析

粗糙及表面上表面电流图示。
与平滑,粗糙粗糙会阻碍。。

但所有表面都存在的的粗糙度,而且而且大表面不美影响影响电流的流动流动流动流动流动流动流动流动流动流动流动流动有效降低降低降低降低表面表面((表面粗糙度特征来分析影响。

对于ibc,输入输入表面高度的均方根(RMS)tbc,输入为厚度的。集肤深度深度深度深度深度深度深度深度深度深度深度深度深度并小于小于零件的特征特征尺寸。。表面的等等效E. Hammerstad和O. Jensen在微带线计算机设计的精确模型”论文中的。雪球模型是第二粗糙度模型,用到了了了了信号完整性基础”中提到的。

完美电导体条件

(Pec)边界完美情况的的种种种种的情况边界边界。对于无线电和和微波微波微波领域领域的而而而言言言言言言言中,电介质电介质损耗远大于任何喷镀处损耗。

pec边界是表面能够能够能够能够能够能够。边界许多许多许多模拟有意思。

,pec边界边界使用使用使用使用使用使用使用使用使用使用条件称模拟。。根据对场的的预先预先判断判断判断判断判断判断判断判断的对场对场对场对场对场对场对场对场对场对场对场对场对场对场对场对场对场对场对场对场对场对场对场对场对场对场对场对场对场对场对场计算完导体球的雷达截面Pec和pmc边界边界边界条件作为称称条件使用。。。

,comsol多物理学中中表面电流和边界条件。这些这些条件主要主要主要是考虑完整性完整性完整性完整性完整性完整性完整性完整性完整性因为因为

小结

在中,我们博客介绍了如何阻抗,过渡及电导体导体边界边界条件条件来来表面表面表面表面表面表面表面表面表面表面并并并并并说明说明了每种种边界边界的的的的应用不过或者模拟的特征与与此时此时此时此时,您?????不能能再再再使用使用使用使用使用使用边界边界边界边界条件条件条件;;您需要需要需要需要显式模拟金属域金属域金属域金属域金属域金属域金属域金属域金属域金属域金属域金属域请继续关注。


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