HOME EEM-FDM

2次元モデルの計算法

EEM-FDMは3次元シミュレータですが、 周期境界条件の機能を用いると2次元モデルを計算することができます。
2次元モデルとは、構造と電磁界がある方向に一様なモデルのことです。
現実のモデルはすべて3次元ですが、ある方向に一様と考えても特性に影響がないと考えられるとき、 2次元モデルが有効です。

2次元モデルの利点は以下の2点です。
(1)計算時間が大幅に短縮できます。
(2)3次元では計算できないような大きな形状が計算できます。

ここではZ方向に一様な2次元モデルを考えます。(X,Y方向も可)
2次元モデルの作成法は以下の通りです。
(1)メッシュはZ方向に適当に小さい区間をとります。
(2)Z方向のメッシュ分割数を2とします。
(3)物体形状のZ方向の大きさは区間と同じにします。
(4)[周期境界条件]の[Z方向]をONにします。
(5)平面波の入射方向はXY面内、すなわちθ=90度とします。(φは任意)

2次元モデルの計算結果はZ方向のメッシュの大きさに無関係ですので、 図1のような小さいメッシュと図2のような大きなメッシュは同じ結果になります。
図3にZ=0面の電界分布を示します。入射方向はθ=90度、φ=0度です。

◆入力データ:sampleのcube_2d.fdm

図1 2次元モデル(Zメッシュ:小)

図2 2次元モデル(Zメッシュ:大)

図3 電界分布(Z=0面)