457-0324/01 – Modelování elektromagnetických polí (MEPNT)
| Garantující katedra | Katedra aplikované matematiky | Kredity | 3 |
| Garant předmětu | doc. Ing. Dalibor Lukáš, Ph.D. | Garant verze předmětu | doc. Ing. Dalibor Lukáš, Ph.D. |
| Úroveň studia | pregraduální nebo graduální | Povinnost | povinně volitelný |
| Ročník | 1 | Semestr | zimní |
| | Jazyk výuky | čeština |
| Rok zavedení | 2007/2008 | Rok zrušení | 2009/2010 |
| Určeno pro fakulty | USP | Určeno pro typy studia | navazující magisterské |
Cíle předmětu vyjádřené dosaženými dovednostmi a kompetencemi
Cílem kurzu je naučit se matematicky modelovat elektromagnetická pole a řešit je moderními numerickými metodami. Postupně si na typových příkladech ukážeme řešení pole elektrostatického, magnetostatického a elektromagnetického záření. Důraz bude kladen na pochopení principů metod konečných prvků (MKP), hraničních prvků (MHP) a jejich efektivní použití nebo kombinace.
Vyučovací metody
Přednášky
Cvičení (v učebně)
Projekt
Anotace
Témata přednášek:
1. Elektrostatika - fyzikální podstata, modelová 2d úloha, uzlová MKP, MHP.
2. Magnetostatika - fyzikální podstata, modelová 3d úloha, hranová MKP, párování MKP a MHP.
3. Elektromagnetické záření - fyzikální podstata, modelová 3d úloha, MKP s absorpční vrstvou, MHP.
Povinná literatura:
D. Lukáš - Matematické modelování elektromagnetických polí. Skripta VŠB-TU Ostrava, červen 2010.
M. Křížek - Mathematical and Numerical Modelling in Electrical Engineering. Kluwer Academic Publishers 1996.
J. Schoeberl - Numerical Methods for Maxwell's Equations. Lecture Notes of Kepler University in Linz, 2005.
Doporučená literatura:
P. Monk - Finite Element Methods for Maxwell's Equations. Oxford University Press, 2003.
O. Steinbach, S. Rjasanow - The Fast Solution of Boundary Integral Equations.
Forma způsobu ověření studijních výsledků a další požadavky na studenta
Podmínky udělení zápočtu:
Zápočet: 30 bodů za semestrální projekt
Zkouška: písemná 40 bodů, ústní 30 bodů
E-learning
Další požadavky na studenta
Prerekvizity
Předmět nemá žádné prerekvizity.
Korekvizity
Předmět nemá žádné korekvizity.
Osnova předmětu
Přednášky:
Fyzika elektromagnetismu - silové účinky nábojů, elektrický proud, silové účinky vodičů, magnetismus, Maxwellovy rovnice. Analytická řešení jednoduchých příkladů.
Elektrostatika - výpočet elektrického pole mezi deskami kondenzátoru. Metoda konečných diferencí, metoda konečných prvků ve 2D.
Magnetostatika - výpočet magnetického pole elektromagnetu. Metoda konečných prvků ve 3D, řešení úloh se semidefinitním operátorem.
Časově-harmonické buzení - výpočet vířivých proudů ve stínění transformátoru. Metoda konečných prvků s komplexními čísly.
Nelineární materiály - analýza nasycení jádra transformátoru. Newtonova metoda párovaná s metodou konečných prvků.
Diskuse dalších modelů - elektromagnetické vlnění, obecná časově-proměnná pole.
Inverzní a optimalizační úlohy v elektromagnetismu.
Podmínky absolvování předmětu
Výskyt ve studijních plánech
Výskyt ve speciálních blocích
Hodnocení Výuky
Předmět neobsahuje žádné hodnocení.