Numerical methods in electromagnetism - NOOE129

• Title: Numerické metody v elektromagnetismu
• Guaranteed by: Institute of Physics of Charles University (32-FUUK)
• Faculty: Faculty of Mathematics and Physics
• Actual: from 2019
• Semester: summer
• E-Credits: 3
• Hours per week, examination: summer s.:2/0, Ex [HT]
• Capacity: unlimited
• Min. number of students: unlimited
• 4EU+: no
• Virtual mobility / capacity: no
• State of the course: taught
• Language: Czech
• Teaching methods: full-time
• Teaching methods: full-time
• Note: course can be enrolled in outside the study plan
• Guarantor: RNDr. Martin Veis, Ph.D.; RNDr. Roman Antoš, Ph.D.

Aim of the course

English

Last update: RNDr. Martin Veis, Ph.D. (07.06.2019)

To introduce the students advanced numerical methods for solution of selected problems in electromagnetism.

Czech

Last update: RNDr. Martin Veis, Ph.D. (07.06.2019)

Seznámit studenty s pokročilými numerickými metodami řešení vybraných problémů v elektromagnetismu.

Course completion requirements

English

Last update: RNDr. Martin Veis, Ph.D. (07.06.2019)

oral exam

Czech

Last update: RNDr. Martin Veis, Ph.D. (07.06.2019)

ústní zkouška

Literature

English

Last update: RNDr. Martin Veis, Ph.D. (07.06.2019)

[1] A. Tafloe, Computational electrodynamics, The Finite-Difference Time-Domain Method, Artech House, 1995

[2] J. D. Jackson, Classical Electrodynamics, John Wiley,1999

[3] J. N. Reddy, Introduction to the Finite Element Method, McGraw-Hill, 1993

Requirements to the exam

English

Last update: RNDr. Martin Veis, Ph.D. (07.06.2019)

knowledge of the topics explained during lectures

Czech

Last update: RNDr. Martin Veis, Ph.D. (07.06.2019)

znalost látky probírané na přednáškách

Syllabus

English

Last update: RNDr. Martin Veis, Ph.D. (07.06.2019)

1. Method of Moments

Integral form of Maxwell equations, Method of Weighted Residuals, Galerkin Method,

RWG base functions.

2. Finite Element Method (FEM)

Discretization, variation approach, solution of selected 1D and 2D problems.

3. Finite Difference methods in Frequency (FDFD) and Time (FDTD) Domains

Discretization, “leapfrog” algorithm, solution of Maxwell equations, Courrant condition of numerical stability, boundary conditions.

4. Fourier Modal Method (FMM)

Periodic boundary conditions, expansion into eigenmodes by using methods of linear algebra.

Czech

Last update: RNDr. Martin Veis, Ph.D. (07.06.2019)

1. Metoda momentů (MoM)

Integrální tvar Maxwellových rovnic, Metody vážených reziduí, Galerkinova metoda, RWG bázové funkce.

2. Metody konečných prvků (FEM)

Diskretizace, variační přístup, řešení vybraných 1D a 2D problémů

3. Metoda konečných diferencí ve frekvenční (FDFD) a časové (FDTD) oblasti.

Diskretizace, „leapfrog“ algoritmus, řešení Maxwellových rovnic, Courrantova podmínka stability, okrajové podmínky.

4. Fourierovská modální metoda (FMM)

Periodické okrajové podmínky, rozvoj do vlastních módů lineárně-algebraickými metodami.