ΥΠΟΛΟΓΙΣΤΙΚΟΣ ΗΛΕΚΤΡΟΜΑΓΝΗΤΙΣΜΟΣ
| Τίτλος | ΥΠΟΛΟΓΙΣΤΙΚΟΣ ΗΛΕΚΤΡΟΜΑΓΝΗΤΙΣΜΟΣ / Computational Electromagnetics |
| Κωδικός | ΗΜ0303 |
| Σχολή | Πολυτεχνική |
| Τμήμα | Ηλεκτρολόγων Μηχανικών και Μηχανικών Υπολογιστών |
| Κύκλος / Επίπεδο | 1ος / Προπτυχιακό |
| Περίοδος Διδασκαλίας | Εαρινή |
| Υπεύθυνος/η | Εμμανουήλ Κριεζής |
| Κοινό | Όχι |
| Κατάσταση | Ενεργό |
| Course ID | 20002001 |
| Τίτλος | ΥΠΟΛΟΓΙΣΤΙΚΟΣ ΗΛΕΚΤΡΟΜΑΓΝΗΤΙΣΜΟΣ |
| Ακαδημαϊκό Έτος | 2023 – 2024 |
| Περίοδος Τάξης | Εαρινή |
| Διδάσκοντες μέλη ΔΕΠ | |
| Ώρες Εβδομαδιαία | 4 |
| Class ID | 600242862
|
Τύπος Μαθήματος 2016-2020
- Επιστημονικής Περιοχής
Τύπος Μαθήματος 2011-2015
Ειδικού Υποβάθρου / Κορμού
Τρόπος Παράδοσης
- Πρόσωπο με πρόσωπο
Ηλεκτρονική Διάθεση Μαθήματος
- e-Οδηγός Σπουδών https://qa.auth.gr/el/class/1/600242862
- Στον ιστοχώρο του Τμήματος: https://alexander.ee.auth.gr:8443/eTHMMY/
Γλώσσα Διδασκαλίας
- Ελληνικά (Διδασκαλία, Εξέταση)
Μαθησιακά Αποτελέσματα
Οι δύο κύριοι στόχοι του μαθήματος είναι οι ακόλουθοι:
1. Nα διδάξει στους φοιτητές πώς τίθεται, αναλύεται και επιλύεται αριθμητικά ένα πρόβλημα του ηλεκτρομαγνητικού πεδίου.
2. Nα προσφέρει στους φοιτητές μια γενική επισκόπηση των συνηθέστερων υπολογιστικών μεθόδων, με έμφαση σε μερικές από τις περισσότερο δημοφιλείς μεθόδους, όπως η Μέθοδος των Πεπερασμένων Διαφορών (FDM), η Μέθοδος των Πεπερασμένων Στοιχείων (FEM), η Μέθοδος των Οριακών Στοιχείων (BEM), η Μέθοδος των Ροπών (MOM) και Μέθοδος των Πεπερασμένων Διαφορών στο Πεδίο του Χρόνου (FDTD).
2. Nα προσφέρει στους φοιτητές μια γενική επισκόπηση των συνηθέστερων υπολογιστικών μεθόδων, με έμφαση σε μερικές από τις περισσότερο δημοφιλείς μεθόδους, όπως η Μέθοδος των Πεπερασμένων Διαφορών (FDM), η Μέθοδος των Πεπερασμένων Στοιχείων (FEM), η Μέθοδος των Οριακών Στοιχείων (BEM), η Μέθοδος των Ροπών (MOM) και Μέθοδος των Πεπερασμένων Διαφορών στο Πεδίο του Χρόνου (FDTD).
Γενικές Ικανότητες
- Εφαρμογή της γνώσης στην πράξη
- Αναζήτηση, ανάλυση και σύνθεση δεδομένων και πληροφοριών, με τη χρήση και των απαραίτητων τεχνολογιών
- Προσαρμογή σε νέες καταστάσεις
- Εργασία σε διεπιστημονικό περιβάλλον
- Προαγωγή της ελεύθερης, δημιουργικής και επαγωγικής σκέψης
Περιεχόμενο Μαθήματος
H έννοια του σταθμισμένου υπολοίπου στην εκτίμηση του σφάλματος κατά την αναλυτική και αριθμητική προσεγγιστική επίλυση πεδιακών προβλημάτων. Tεχνικές Point-Matching, Rayleigh-Ritz, Galerkin, Leat Squares, και Sub-domain Collocation ως ειδικές περιπτώσεις της γενικής μεθοδολογίας των σταθμισμένων υπολοίπων. Αριθμητικές μέθοδοι στην επίλυση σύνθετων πεδιακών προβλημάτων. Εισαγωγή στις υπολογιστικές μεθόδους πεπερασμένων διαφορών (Finite Difference Method: διακριτοποίηση συνεχούς περιοχής, εξισώσεις διαφορών, εκτίμηση σφάλματος, επαναληπτικές τεχνικές, τεχνικές Crank-Nicolson, Dufort-Frankel), πεπερασμένων στοιχείων (Finite Element Method: διακριτοποίηση, τοπική-ολική αρίθμηση, συναρτήσεις μορφής, μητρώα ακαμψίας και φορτίου, επίλυση συστημάτων, μετα-επεξεργασία και απεικονίσεις αριθμητικών αποτελεσμάτων), ροπών και οριακών στοιχείων (Moment and Boundary Element Method: συναρτήσεις βάσης και βάρους, κατηγορίες ολοκληρωτικών εξισώσεων, συναρτήσεις Green), και πεπερασμένων διαφορών στο πεδίο του χρόνου (Finite Difference Time Domain: εξισώσεις διαφορών, αλγόριθμος Yee, ευστάθεια, διασπορά, προβλήματα ανοιχτού ορίου, απορροφητικές οριακές συνθήκες, τεχνική PML).
Λέξεις Κλειδιά
Υπολογιστικός ηλεκτρομαγνητισμός, Αριθμητικές μέθοδοι, Πεπερασμένα στοιχεία, Πεπερασμένες διαφορές
Τύποι Εκπαιδευτικού Υλικού
- Σημειώσεις
- Βιβλίο
Χρήση Τεχνολογιών Πληροφορίας και Επικοινωνιών
Χρήση Τ.Π.Ε.
- Χρήση Τ.Π.Ε. στη Διδασκαλία
Οργάνωση Μαθήματος
| Δραστηριότητες | Φόρτος Εργασίας | ECTS | Ατομικά | Ομαδικά | Erasmus |
|---|---|---|---|---|---|
| Διαλέξεις | 40 | 1,3 | ✓ | ||
| Φροντιστήριο | 12 | 0,4 | ✓ | ||
| Σύνολο | 52 | 1,7 |
Αξιολόγηση Φοιτητών
Περιγραφή
Γραπτή εξέταση (διάρκεια 165 λεπτών)
Μέθοδοι Αξιολόγησης Φοιτητών
- Γραπτή Εργασία (Διαμορφωτική, Συμπερασματική)
- Γραπτή Εξέταση με Επίλυση Προβλημάτων (Διαμορφωτική, Συμπερασματική)
- Έκθεση / Αναφορά (Διαμορφωτική, Συμπερασματική)
Βιβλιογραφία
Βιβλιογραφία μαθήματος (Εύδοξος)
Σημειώσεις με τίτλο "Στοιχεία Υπολογιστικού Hλεκτρομαγνητισμού".
Επιπρόσθετη βιβλιογραφία για μελέτη
1. K. S. Kunz and R. J. Luebbers, The Finite Difference Time Domain Method for Electromagnetics, CRC Press, 1993.
2. M. N. O. Sadiku, Numerical Techniques in Electromagnetics, CRC Press, 2010.
3. P. P. Silvester and R. L. Ferrari, Finite Elements for Electrical Engineers, Cambridge University Press, 1996.
4. A. Taflove, Computational Electrodynamics: The Finite-Difference Time-Domain Method, 3rd edition, Artech House, 2005.
Τελευταία Επικαιροποίηση
19-07-2013
