Электронная библиотека диссертаций и авторефератов России
dslib.net
Библиотека диссертаций
Навигация
Каталог диссертаций России
Англоязычные диссертации
Диссертации бесплатно
Предстоящие защиты
Рецензии на автореферат
Отчисления авторам
Мой кабинет
Заказы: забрать, оплатить
Мой личный счет
Мой профиль
Мой авторский профиль
Подписки на рассылки



расширенный поиск

Метод конечных элементов исследования диэлектрических волноводов Делицын, Андрей Леонидович

Данная диссертационная работа должна поступить в библиотеки в ближайшее время
Уведомить о поступлении

Диссертация, - 480 руб., доставка 1-3 часа, с 10-19 (Московское время), кроме воскресенья

Автореферат - бесплатно, доставка 10 минут, круглосуточно, без выходных и праздников

Делицын, Андрей Леонидович. Метод конечных элементов исследования диэлектрических волноводов : автореферат дис. ... кандидата физико-математических наук : 01.01.03.- Москва, 1996.- 14 с.: ил.

Введение к работе

Актуальность темы. Метод конечных элементов широко используется для решения систем уравнений эллиптического типа. Этот метод может применяться для уравнений с разрывными коэффициентами и в случае областей со сложной формой границы, в том числе и в случае областей с входящими углами. В настоящее время, в связи с развитием машинного проектирования устройств СВЧ, интегральной и волоконной оптики представляет интерес разработка эффективных алгоритмов расчета мод волноводов с диэлектрическим залолнением. В качестве одного из наиболее универсальных методов можно рассматривать метод конечных элементов. В то же время применение стандартного метода конечных элементов лагранжевого типа к задаче медового анализа волноводов приводит к возникновению решений нефизического типа. Для устранения подобных решений были предложены различные методы. Однако достаточно эффективные алгоритмы не были построены. Поэтому представляет интерес исследование причин возникновения нефизических решений и методы их устранения.

Целью работы являлась разработка алгоритмов вычисления мод волноводов, исключающих появление нефизических решений. В соответствии с поставленной целью решались следующие задачи:

  1. йсследовалие возникновения нефизических решений.

  2. Применение метода смешанных конечных элементов к решению задачи вычисления мод.

  3. Разработка алгоритмов типа Ланцоша для решения обобщенной алгебраической проблемы собственных значений высокого порядка.

  4. Исследование вопросов спектральной теории волноводов. Доказательство полноты системы собственных и присоединенных функций волновода.

5. Рассмотрение вопроса сходимости.
Научная новизна .

1. Метод смешанных конечных элементов позволяет правильно ал-

проксимировать нулевое собственное значение. При этом не возникают собственные значения (с.з.), несвязанные с неправильной аппроксимацией нулевого C.3..

  1. Реализован метод типа Ланцоша для расчета нескольких младших собственных значений отличных от нуля. Предложены различные методы исчерпывания, исключающие появление нулевого с.з.

  2. Предложена новая постановка, в которой в качестве собственного значения выст-упает квадрат постоянной распространения. При этом исходная задача сведена к задаче для симметричных, но незнакоопределен-ных операторов. Реализован незнакоолределенный метод Ланцоша для решения задачи на с.з.

  3. Установлена дискретность спектра волновода с кусочно непрерывным заполнением.

  4. Задача о модах волновода сведена к изучению линейного операторного пучка. Введено функциональное пространство, в котором выполняются условия теоремы Келдыша. Доказана полнота системы собственных и присоединенных функций волновода. Рассмотрен вопрос о сходимости метода конечных элементов.

Практическая значимость работы . Предложенный подход позволяет расчитывать дисперсионные характеристики волноводов с малыми затратами компьютерных ресурсов. При применении метода конечных элементов в алгоритмах автоматизированного проектирования усроиств СВЧ и интегральной оптики может быть достигнут значительный выигрыш по сравнению с другими методами.

Апробация результатов работы . Основные результаты работы докладывались на

  1. Международной конференции "Лазеры в науке, технике, медицине". Суздаль. 20-22 сентября. 1994.

  2. Ломоносовских чтениях МГУ, 1996.

  3. Научном семинаре физического факультета МГУ "Численные методы электродинамики" под руководством профессора Свешникова А.Г. и профессора Ильинского А.С.

4. Научном семинаре кафедры математики физического факультета ^ГУ под руководством профессора Бутузова В.Ф.

Публикации . Основные результаты опубликованы в 3 печатных pa-ютах, список которых приведен в конце автореферата.

Структура и объем диссертации . Диссертация состоит из введе-шя, четырех глав и заключения. Обший объем диссертации составляет L16 страниц, включая 15 рисунков и 3 таблицы. Список литературы содержит 88 источников.