تحلیل و شبیه سازی تفرق از ساختارهای فرامواد با استفاده از معادلات انتگرالی سطحی و الگوریتم چند قطبی سریع چند سطحی (MLFMM) ومقایسه با روش ممان

فراماده به عنوان ساختاری مصنوعی، ماکروسکوپیک و به طور موثر همگن(با میانگین اندازه سلول بسیار کوچکتر از طول موج هدایت) تعریف می شود. در ادبیات الکترومغناطیس، پاسخ یک سیستم به یک میدان الکتریکی یا مغناطیسی تا حد زیادی توسط مشخصات مواد مورد بحث تعیین میشود. دو نمونه از این مشخصات مایکروسکوپیک ، ضرائب نفوذپذیری الکتریکی و مغناطیسی هستند که هردو در مواد معمولی مثبتند. با چینش آرایهای از سیمهای فلزی، میتوان ضریب گذردهی الکتریکی منفی و با چینش آرایهای از ساختارهای متناوب تشدیدکننده حلقههای شکافته میتوان ضریب نفوذپذیری مغناطیسی منفی به دست آورد. برای مدلسازی ساختارهای فرامواد از معادلات انتگرالی میدان الکتریکی یا میدان مغناطیسی استفاده می شود که بر پایه روش عددی ممان قابل بررسی هستند. یکی از مزایای این روش این است که تنها به قطعه بندی منبع میپردازد، البته حافظهی مورد نیاز متناسب با اندازهی هندسهی ساختار افزایش مییابد. برای رفع این ایراد امروزه ازروشهای جایگزینی مانند روش چند قطبی سریع(یک سطحی و چندسطحی) استفاده می شودکه در این روش ها علاوه برمنبع، توابع پایه و نقاط مشاهده نیز قطعه بندی می گردند. در این مقاله با استفاده از معادلات انتگرالی سطحی و اعمال روش چندقطبی سریع چند سطحی به روش ممان، بررسی تفرق و محاسبه میدانهای پراکندگی از برخی سطوح فرامواد انجام می شود و نشان داده می شود که زمان محاسبات نسبت به روش ممان مستقیم، حدود ۷۵ درصد کاهش می یابد.

کلیدواژه ها:

فراماده ، روش ممان ، معادلات انتگرالی سطحی ، روش چند قطبی سریع چند لایه