2022 Fiscal Year Annual Research Report
Electromagnetic Wave Propagation Simulations in Microscopic Scale Domains by Meshless Method
| Project/Area Number |
18K11329
|
|---|
| Research Institution | Nihon University |
|---|
Principal Investigator |
伊東 拓 日本大学, 生産工学部, 准教授 (80433853)
|
|---|
| Project Period (FY) |
2018-04-01 – 2023-03-31
|
| Keywords | メッシュレス法 / 電磁波伝播シミュレーション / ハイブリッド法 / 仮想節点 / MTDM / IMLS / 発泡金属 / 電磁シールド |
|---|
| Outline of Annual Research Achievements |
研究期間内に，まず，微小領域において精細なメッシュで電磁波伝搬解析を行うために，FDTDの異なるメッシュサイズの領域をメッシュレス法で繋ぐ方法を提案した．本方法は，シミュレーション領域として，幅が一定でない導波路において，局所的に見ると矩形領域になるよう な部分が複数存在する場合に適用可能である. 近接場電子顕微鏡プローブ近傍の領域に適用し，電磁波伝搬シミュレーションを行った結果，FDTD法とメッ シュレス法（Meshless Time-Domain Method (MTDM) を使用） の接続部においても視覚的には滑らかに電磁波が伝搬しており，285万ステップ以上破綻せず安定的にシミュレーションできる例を確認した.
また，MTDMの形状関数生成法としてIMLSがしばしば使用され，解析領域の境界近傍で生成される形状関数の値の分布が不自然になる場合があるが，解析領域外に仮想節点を配置する方法により，境界近傍でも形状関数の値が自然に変化する例を確認した．実際のシミュレーションでは，形状関数の微分が計算に用いられるが，微分の値の分布は特に改善が見られた．
加えて，これまで進めてきた発泡金属モデルを電磁シールドとして使用した場合の評価がまとまり，令和4年度に Journal Paper が出版された．本論文の評価実験では，球関数を用いたOpen-cellの発泡金属モデルを電磁シールドとして採用し，2つのホーンアンテナの間に同モデルを配置して電磁波を発生させた．また，Open-cellの発泡金属モデルには穴が空いているが，本研究ではこの穴の直径が2.5mmと5mmの2種類の場合で数値実験を行い，両方のモデルで3-13GHzの範囲の電磁波が大幅に減衰されることを確認した．
研究期間内の成果は，国内外の会議等で積極的に発表し，幾つかはJournal Paperとしても出版された．
|
