نمذجة العناصر المحدودة للتشتت الكهرومغناطيسي ثنائي الأبعاد من أسطوانة عازلة باستخدام طبقات مطابقة مثالية (PML)
DOI:
https://doi.org/10.65405/wb04m798الكلمات المفتاحية:
طريقة العناصر المحدودة (FEM)، الطبقة المطابقة تمامًا (PML)، المقطع العرضي للرادار (RCS)، الأسطوانة العازلة، استقطاب TM، الكهرومغناطيسية الحاسوبيةالملخص
تقدم هذه الورقة البحثية دراسة حسابية لتشتت الموجات الكهرومغناطيسية ثنائية الأبعاد من أسطوانة عازلة باستخدام طريقة العناصر المحدودة (FEM). يتم اختصار مسألة التشتت غير المحدود بفعالية باستخدام طبقة مطابقة مثالية غير متناحية (PML) يتم تطبيقها عبر تمديد الإحداثيات المركبة. نقوم بصياغة وحل معادلة هيلمهولتز العددية للاستقطاب المغناطيسي المستعرض (TMz). وللتحقق من دقة الحل المقترح، تتم مقارنة النتائج العددية - وتحديدًا المقطع العرضي الراداري ثنائي الاستاتيكية (RCS) - مع الحل التحليلي الدقيق لسلسلة مي. تُظهر النتائج أن إطار عمل FEM-PML المقترح ينجح في محاكاة خصائص تشتت الهدف العازل، ويُظهر توافقًا نوعيًا قويًا مع المعيار التحليلي.
التنزيلات
المراجع
1. Hooshmand, H., Pahl, T., Hansen, P., Fu, L., Birk, A., Karamehmedović, M., Lehmann, P., Reichelt, S., Leach, R., & Piano, S. (2025). Comparison of rigorous scattering models to accurately replicate the behaviour of scattered electromagnetic waves in optical surface metrology. Journal of Computational Physics, 521, Article 113519.
2. Park, W., Lee, S., Kim, M., & Lee, W. (2025). Parallel FEM for 3D electromagnetic scattering via sender-based FETI-DP and optimized subdomain decomposition. IEEE Access, 13, 150806–150820.
3. Zhang, J., Wang, X., Li, Y., Chen, Z., Zhao, B., & Liu, S. (2024). RCS prediction for flexible targets with uncertain shape based on CNN-LSTM. Electronics, 14(23), Article 4668. (Note: APA requires listing up to 20 authors; "et al." is used in-text, but the reference list should provide the names available.)
4. Jin, J.-M. (2014). The finite element method in electromagnetics (3rd ed.). Wiley–IEEE Press.
5. Mahdy, A. (2025). Two-step asymmetric perfectly matched layer model for high-order spatial FDTD solver of 2D Maxwell’s equations. Journal of Applied Mathematics and Physics, 13(2).
6. Li, B., Li, Y., & Zheng, W. (2025). A new perfectly matched layer method for the Helmholtz equation in nonconvex domains. SIAM Journal on Numerical Analysis, 63(1).
7. Davidson, D. B. (2011). Computational electromagnetics for RF and microwave engineering (2nd ed.). Cambridge University Press.
8. Liu, B. (2025). Electromagnetic scattering analysis of metamaterials based on nonconformal FEM–BEM–DDM method. AIP Advances, 15(12), Article 125109.
9. Gimpel, A., Silva, E. J., & Afonso, M. M. (2018). Performance analysis of the ultra-weak variational formulation to compute electromagnetic fields on nonuniform meshes. International Journal of Numerical Modelling: Electronic Networks, Devices and Fields, 31(2), Article e2228.
10. Berenger, J.-P. (1994). A perfectly matched layer for the absorption of electromagnetic waves. Journal of Computational Physics, 114(2), 185–200.
التنزيلات
منشور
إصدار
القسم
الرخصة
الحقوق الفكرية (c) 2026 مجلة العلوم الشاملة
هذا العمل مرخص بموجب Creative Commons Attribution-NonCommercial-NoDerivatives 4.0 International License.
