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XFDTD 7.6

Potente software de simulación electromagnética que utiliza el método de las diferencias finitas en el dominio del tiempo.
Descripción

DESCRIPCIÓN

XFDTD es un resolvedor electromagnético de onda completa basado en el método de las diferencias finitas en el dominio del tiempo. Trabaja completamente en 3D. Los objetos CAD se pueden importar en XFDTD y combinarse y editarse con XFDTD utilizando el editor gráfico interno. Para excitar la estructura se pueden utilizar ondas planas o fuentes de tension y corriente. XFDTD tiene una extensa lista de importantes características que incluyen cargas balanceadas, impedancias, parámetros S, campos cercano/lejano, radiación de antenas y eficiencia, picos y promedios SAR, materiales especiales, capacidades de visualización gráfica y muchas más.

¿Por qué utilizar una herramienta basada en el método FDTD? Aquellos que siguen la literatura técnica del IEEE, y más concretamente publicaciones como Antennas and Propagation, Microwave Theory and Techniques o Electromagnetic Compatibility, sabrán que el número de artículos en los que se utiliza FDTD para analizar geometrias ha crecido exponencialmente en la pasada década. Hay además más razones para su uso. FDTD es extremadamente general en cuanto a las geometrías que puede utilizar. Conductores, dieléctricos y materiales magnéticos con pérdidas, materiales anisótropos, tejidos biológicos, ferritas y muchos otros problemas son muy difíciles de resolver con otros métodos pero muy fáciles para FDTD. Además, a medida que los problemas se hacen eléctricamente grandes, el método FDTD se hace rápidamente más eficiente en cuanto a tiempo de cálculo y memoria respecto otros métodos ya que no existen matrices que llenar y resolver. FDTD puede proporcionar resultados en un amplio espectro de frecuencias con un único cálculo utilizando excitaciones con pulsos transitorios y FFT. Todas estas capacidades están construidas en XFDTD.

El método FDTD es la solución más directa posible de las ecuaciones de Maxwell. Es una solución completa y "onda completa", o sea, no existen aproximaciones que impidan llegar a una solución correcta. No existe una preselección de modos o formas de la solución. Las condiciones de contorno se satisfacen automáticamente. Si existe un fenómeno físico, el método FDTD lo incluirá en la solución.

Aunque FDTD se basa en una rejilla solución, esta rejilla es fundamentalmente diferente que la utilizada por otros métodos. La rejilla de FDTD se compone de cajas rectangulares. Cada arista de las cajas es una localización del campo eléctrico y el material de cada arista de la malla se puede especificar independientemente del de las otras aristas. Una geometría se forma mediante la asignación de diferentes materiales a diferentes aristas de la malla. Se escoge esta rejilla regular debido a que realizar cálculos para cada elemento de la rejilla es realmente rápido. Esto permite obtener aproximaciones muy precisas a la geometría física real.

A primera vista, la aproximación escalonada que ofrece una rejilla FDTD a una geometría inclinada o curva parece muy grosera. Pero se debe recordar que el tamaño de la malla FDTD es de 1/10 a 1/30 de la longitud de onda, a veces incluso menor. Así que, aunque la aproximación de la malla puede parecer menos precisa que una malla suave producida por otros métodos, la desviación real de la malla escalonada de FDTD respecto a la geometría física será menor que para otros métodos, puesto que el tamaño de la rejilla FDTD es en relidad mucho menor. La estrategia de FDTD es utilizar muchos y pequeños elementos de malla que se pueden calcular muy rápidos y con muy poca memoria del ordenador. Para permitir grandes números de celdas, XFDTD es extraordinariamente eficiente en el uso de la memoria. Por ejemplo, XFDTD sólo necesita unos 30 MB de RAM por cada millon de celdas FDTD. Esto significa que es habitual hacer cálculos FDTD con millones de celdas en unos pocos minutos. Con otros métodos basados en la resolución de matrices esto es simplemente imposible. En resumen, este es el poder de FDTD y de XFDTD .

 

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