Chulalongkorn University Theses and Dissertations (Chula ETD)

การปรับปรุงวิธีไฟไนต์อีลีเมนต์เพื่อวิเคราะห์ไอเกนโมดในท่อนำคลื่นมีสันโดยใช้อีลีเมนต์ขอบแบบเอกฐานและการปรับแบบจำลองไฟไนต์อีลีเมนต์

Other Title (Parallel Title in Other Language of ETD)

Improvement of the finite element analysis of eigenmodes in ridge waveguides by using the singular edge element and adaptive meshing

Year (A.D.)

2002

Document Type

Thesis

First Advisor

ทับทิม อ่างแก้ว

Faculty/College

Faculty of Engineering (คณะวิศวกรรมศาสตร์)

Degree Name

วิศวกรรมศาสตรมหาบัณฑิต

Degree Level

ปริญญาโท

Degree Discipline

วิศวกรรมไฟฟ้า

DOI

10.58837/CHULA.THE.2002.1439

Abstract

วิทยานิพนธ์นี้นำเสนอการปรับปรุงระเบียบวิธีไฟไนต์อีลีเมนต์ ในการวิเคราะห์ท่อนำคลื่นมีสัน 2 มิติ ซึ่งโครงสร้างของท่อนำคลื่นมีสันทำให้สนามแม่เหล็กไฟฟ้ามีการเปลี่ยนแปลงอย่างรวดเร็วบริเวณมุมสัน ดังนั้นข้อเสียในการวิเคราะห์ท่อนำคลื่นมีสันโดยใช้ระเบียบวิธีไฟไนต์อีลีเมนต์แบบปกติคือ จะมีอัตราการลู่เข้าที่ช้ากว่าเมื่อเปรียบเทียบกับการวิเคราะห์ท่อนำคลื่นไม่มีสัน วิทยานิพนธ์นี้เสนอแนวทางในการปรับปรุงระเบียบวิธีไฟไนต์อีลีเมนต์ เพื่อให้อัตราการลู่เข้าดีขึ้น 2 แนวทางคือ การใช้ฟังก์ชันรูปร่างอีลีเมนต์ขอบแบบเอกฐานที่บริเวณมุมสันร่วมกับฟังก์ชันรูปร่างอีลีเมนต์ขอบแบบปกติ และการแบ่งอีลีเมนต์แบบปรับตัวได้ เพื่อให้มีความสอดคล้องกับลักษณะการเปลี่ยนแปลงของสนามแม่เหล็กไฟฟ้าที่เกิดขึ้นในท่อนำคลื่นมีสัน การคำนวณในวิทยานิพนธ์นี้ใช้ฟังก์ชันรูปร่าง 4 แบบคือ ฟังก์ชันรูปร่างอีลีเมนต์ขอบคงที่แบบปกติ ฟังก์ชันรูปร่างอีลีเมนต์ขอบคงที่แบบเอกฐาน ฟังก์ชันรูปร่างอีลีเมนต์ขอบเชิงเส้นแบบปกติ และฟังก์ชันรูปร่างอีลีเมนต์ขอบเชิงเส้นแบบเอกฐาน ผลที่ได้จากการคำนวณพบว่า ผลเฉลยมีอัตราการลู่เข้าเร็วขึ้น ตามลำดับของฟังก์ชันรูปร่างที่ได้นำเสนอ และการแบ่งอีลีเมนต์แบบปรับตัวได้ช่วยให้อัตราการลู่เข้าดีกว่าการแบ่งอีลีเมนต์แบบทั่วๆ ไป ผลการคำนวณที่ได้สอดคล้องกับผลในบทความอ้างอิง

Other Abstract (Other language abstract of ETD)

This thesis presents the improvement of finite element method analysis ridge waveguides in 2 dimensional. The structure of ridge waveguides make to be fast variation electromagnetic wave at region corner. So, the analysis ridge waveguides is slower convergence rate than general waveguides when use FEM. This thesis proposes the 2 methods of improvement convergence rate of FEM. The first method uses singular edge element shape function to model at the region corner combine with normal edge element shape function. The second method uses adaptive meshing. Both methods must satisfy the variation of electromagnetic wave in ridge waveguides. This thesis computes by using 4 shape functions are as follow : normal constant edge element, singular constant edge element, normal linear edge element and singular linear edge element. Simulation results, it is found that the presented shape functions are good convergence rtae respectively. And the convergence rate of the adaptive meshing better than the general discretization. The simulation results in this thesis are inclined to the reference paper.

Link to Full Text

Share

COinS