457-0938/01 – Výpočetní elektrotechnika (VYET)
| Garantující katedra | Katedra aplikované matematiky | Kredity | 10 |
| Garant předmětu | doc. Ing. Dalibor Lukáš, Ph.D. | Garant verze předmětu | doc. Ing. Dalibor Lukáš, Ph.D. |
| Úroveň studia | postgraduální | Povinnost | povinně volitelný |
| Ročník | | Semestr | zimní + letní |
| | Jazyk výuky | čeština |
| Rok zavedení | 2005/2006 | Rok zrušení | 2009/2010 |
| Určeno pro fakulty | | Určeno pro typy studia | doktorské |
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, K. Segeth - Numerické modelování problémů elektrotechniky. Karolinum Praha 2001.
J. Schoeberl - Numerical Methods for Maxwell's Equations. Elektronická skripta, Keplerova Univerzita Linec, 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. Springer 2007.
Forma způsobu ověření studijních výsledků a další požadavky na studenta
E-learning
Další požadavky na studenta
Prerekvizity
Předmět nemá žádné prerekvizity.
Korekvizity
Předmět nemá žádné korekvizity.
Osnova předmětu
1. Fyzika elektromagnetismu – silové účinky nábojů, elektrický proud,
Kirchhoffovy zákony, silové účinky vodičů, magnetismus, Maxwellovy rovnice.
Analytická řešení jednoduchých příkladů.
2. Elektrické obvody – lineární prvky, simulace rezonátoru, přechodové
jevy. Analytické
a numerické metody řešení soustav lineárních rovnic.
3. Elektronické obvody – nelineární prvky, simulace zesilovače. Newtonova
metoda
pro řešení soustav nelineárních rovnic. Eulerova metoda pro řešení časově-
závislých jevů.
4. Elektrostatika – výpočet elektrického pole mezi deskami kondenzátoru.
Metoda konečných diferencí, metoda konečných prvků ve 2D.
5. Magnetostatika – výpočet magnetického pole elektromagnetu. Metoda
konečných prvků ve 3D, řešení úloh se semidefinitním operátorem.
6. Časově-harmonické buzení – výpočet vířivých proudů ve stínění
transformátoru. Metoda konečných prvků s komplexními čísly.
7. Nelineární materiály – analýza nasycení jádra transformátoru.
Newtonova metoda párovaná s metodou konečných prvků.
8. Diskuse dalších modelů – elektromagnetické vlnění, obecná časově-
proměnná pole.
9. Inverzní a optimalizační úlohy v elektromagnetismu.
Podmínky absolvování předmětu
Výskyt ve studijních plánech
Výskyt ve speciálních blocích
Hodnocení Výuky
Předmět neobsahuje žádné hodnocení.