Метод точных поглощающих условий для анализа открытых электродинамических структур. Аксиально-симметричные объекты в свободном пространстве и приемы эффективного счета / The Exact Absorbing Conditions Method in the Analysis of Open Electrodynamic Structures. Axially-Symmetrical Objects in Free Space and Effective Calculations

Оразбекова М. Б. / Orazbekova, M.B.
L. N. Gumilyov Eurasian National University, Astana / RUS L. N. Gumilyov Eurasian National University, Astana
Пазынин В. Л. / Pazynin, V.L.
A. Ya. Usikov Institute for Radiophysics and Electronics of the National Academy of Sciences of Ukraine / RUS A. Ya. Usikov Institute for Radiophysics and Electronics of the National Academy of Sciences of Ukraine
Саутбеков С. С. / Sautbekov, S.S.
L. N. Gumilyov Eurasian National University, Astana / RUS L. N. Gumilyov Eurasian National University, Astana
Сиренко К. Ю. / Sirenko, K.Y.
L. N. Gumilyov Eurasian National University, Astana; A. Ya. Usikov Institute for Radiophysics and Electronics of the National Academy of Sciences of Ukraine / RUS L. N. Gumilyov Eurasian National University, Astana; A. Ya. Usikov Institute for Radiophysics and Electronics of the National Academy of Sciences of Ukraine
Сиренко Ю. К. / Sirenko, Yu.K.
L. N. Gumilyov Eurasian National University, Astana; A. Ya. Usikov Institute for Radiophysics and Electronics of the National Academy of Sciences of Ukraine / RUS L. N. Gumilyov Eurasian National University, Astana; A. Ya. Usikov Institute for Radiophysics and Electronics of the National Academy of Sciences of Ukraine
Вертий А. А. / Vertiy, A.A.
L. N. Gumilyov Eurasian National University, Astana / RUS L. N. Gumilyov Eurasian National University, Astana
Выпуск в базе РИНЦ
Оразбекова М. Б., Пазынин В. Л., Саутбеков С. С., Сиренко К. Ю., Сиренко Ю. К., Вертий А. А. Метод точных поглощающих условий для анализа открытых электродинамических структур. Аксиально-симметричные объекты в свободном пространстве и приемы эффективного счета // Физические основы приборостроения. 2014. Т. 3. № 4(13). С. 40–58. DOI: 10.25210/jfop-1404-040058
Orazbekova, M.B., Pazynin, V.L., Sautbekov, S.S., Sirenko, K.Y., Sirenko, Yu.K., Vertiy, A.A. The Exact Absorbing Conditions Method in the Analysis of Open Electrodynamic Structures. Axially-Symmetrical Objects in Free Space and Effective Calculations // Physical Bases of Instrumentation. 2014. Vol. 3. No. 4(13). P. 40–58. DOI: 10.25210/jfop-1404-040058

Аннотация: Представлены точные поглощающие условия, позволяющие ограничивать пространство счета начально-краевых задач для компактных аксиально-симметричных электродинамических объектов в свободном пространстве. Рассмотрены ключевые методологические вопросы, связанные с выбором точных поглощающих условий (локальные или нелокальные) для виртуальных границ в регулярных питающих волноводах и с ускорением вычисления сверток.
Abstract: The exact absorbing conditions that truncate an unbounded domain of computation in open initial boundary value problems for compact axially-symmetrical electrodynamic objects in free space are presented. The key methodological issues connected with the choice of the exact absorbing conditions (local or nonlocal) for virtual boundaries in regular feeding waveguides and with acceleration of computing convolution routines are considered.
Ключевые слова: точное поглощающее условие, импульсная волна, начально-краевая задача, быстрое преобразование Фурье, конечно-разностный алгоритм, axially-symmetrical object, exact absorbing condition, pulsed wave, initial boundary value problem, fast Fourier transform, точное поглощающее условие

Литература / References
  1. Sirenko, Y.K., Strom, S., and Yashina, N.P. Modeling and Analysis of Transient Processes in Open Resonant Structures. New Methods and Techniques / New York: Springer, 2007.
  2. Shafalyuk, O., Sirenko, Y., and Smith, P. Simulation and Analysis of Transient Processes in Open Axially-Symmetrical Structures: Method of Exact Absorbing Boundary Conditions. Book Chapter in Zhurbenko V. (ed). Electromagnetic Waves
  3. / Rijeka: InTech, 2011. P. 99-116.
  4. Кравченко В. Ф., Сиренко Ю. К., Сиренко К. Ю. Преобразование и излучение электромагнитных волн открытыми резонансными структурами / М.: Физматлит, 2011.
  5. Shafalyuk, O., Smith, P., and Velychko, L. Rigorous Substantiation of the Method of Exact Absorbing Conditions in Time-Domain Analysis of Open Electrodynamic Structures // Progress in Electromagnetics Research B. 2012. Vol. 41. P. 231-249.
  6. Корн Г., Корн Т. Справочник по математике для научных работников и инженеров / М.: Наука, 1968.
  7. Абрамовиц М., Стиган И. (ред.). Справочник по специальным функциям / М.: Мир, 1979.
  8. Taflove, A., Hagness, S.C. Computational Electrodynamics: the Finite-Difference Time-Domain Method / Boston, Artech House, 2000.
  9. Rao, S.M. (ed.) Time Domain Electromagnetics / San Diego, Academic Press, 1999.
  10. Maloney, J.G., Smith, G.S., and Scott, W.R. Accurate Computation of the Radiation From Simple Antennas Using the Finite-Difference Time-Domain Method // IEEE Transactions on Antennas and Propagation. 1990. Vol. 38. No. 7. P. 1059-1068.
  11. Montoya, T.P., Smith, G.S. A Study of Pulse Radiation From Several Broad-Band Monopoles // IEEE Transactions on Antennas and Propagation. 1996. Vol. 44. No. 8. P. 1172-1182.
  12. Sirenko, Y.K., Strom, S. (Eds.). Modern Theory of Gratings. Resonant Scattering: Analysis Techniques and Phenomena / New York: Springer, 2010.
  13. Шестопалов В. П., Тучкин Ю. А., Поединчук А. Е., Сиренко Ю. К. Новые методы решения прямых и обратных задач теории дифракции. Аналитическая регуляризация краевых задач электродинамики / Харьков: Основа, 1997.
  14. Kantartzis, N.V., Tsiboukis, T.D. High Order FDTD Schemes Forw and Antenna Structures / San Rafael: Morgan & Claypool, 2006.
  15. Gerald, C.F., Wheatley, P.O. Applied Numerical Analysis. Boston: Addison-Welsley, 1999.
  16. Ладыженская О. А. Краевые задачи математической физики / М.: Наука, 1973.
  17. Sirenko, K., Pazynin, V., Sirenko, Y., and Bagci, H. An FFT-Accelerated FDTD Scheme with Exact Absorbing Conditions for Characterizing Axially Symmetric Resonant Structures // Progress in Electromagnetics Research. 2011. Vol. 111. P. 331-364.
  18. Bagci, H., Yilmaz, A.E., Lomakin, V., and Michielssen, E. Fast Solution of Mixed-Potential Time-Domain Integral Equations for Half-Space Environments // IEEE Transactions on Geoscience and Remote Sensing. 2005. Vol. 43. No. 2. P. 269-279.
  19. Bagci, H., Yilmaz, A.E., Jin, J.M., and Michielssen, E. Fast and Rigorous Analysis of EMC/EMI Phenomena on Electrically Large and Complex Structures Loaded with Coaxial Cables // IEEE Transactions on Electromagnetic Capability. 2007. Vol. 49. No. 2. P. 361-381.
  20. Bagci, H., Yilmaz, A.E., and Michielssen, E. An FFT-Accelerated Time-Domain Multiconductor Transmission Line Simulator // IEEE Transactions on Electromagnetic Capability. 2010. Vol. 52. No. 1. P. 199-214.
  21. Oppenheim, A.V., Schafer R. W., and Buck, J.R. Discrete-Time Signal Processing / Englewood Cliffs, NJ: Prentice-Hall, 1999.
  22. Perov, A.O., Sirenko, Y.K., and Yashina, N.P. Explicit Conditions for Virtual Boundaries in Initial Boundary Value Problems in the Theory of Wave Scattering // Journal of Electromagnetic Waves and Applications. 1999. Vol. 13. No. 10. P. 1343-1371.
  23. Pazynin, V.L. Compression of Frequency-Modulated Electromagnetic Pulses in Sections of Regular Waveguides // Telecommunications and Radio Engineering. 2012. Vol. 71. No. 20. P. 1833-1857.