電磁波模擬的案例
在電磁波仿真中定義材料屬性的 3 種方法
模擬與網(wǎng)格剖分注意事項(xiàng)
在所有電磁模擬中，我們都不應(yīng)忽視集膚深度這個(gè)重要的概念，即材料中的電場(chǎng)減小到表層電場(chǎng)值的
的距離。集膚深度可以定義為：
我們可以看到相對(duì)介電常數(shù)和磁導(dǎo)率均為復(fù)值。
您應(yīng)始終檢查集膚深度，并與您模型域的特征尺寸進(jìn)行對(duì)比。如果集膚深度遠(yuǎn)小于對(duì)象，您可以按照 “模擬電磁波問(wèn)題中的金屬對(duì)象” 文章中的做法將域作為一個(gè)邊界條件模擬。如果集膚深度與對(duì)象尺寸相仿或更大，電磁場(chǎng)將透入對(duì)象并在域內(nèi)發(fā)生明顯的相互作用。
入射在電導(dǎo)率及集膚深度不同的對(duì)象上的平面波。集膚深度小于波長(zhǎng)時(shí)，使用邊界層網(wǎng)格（右）。繪制了電場(chǎng)。
如果集膚深度小于對(duì)象，那建議使用邊界層網(wǎng)格剖分來(lái)求解邊界法向方向上的場(chǎng)中的強(qiáng)烈變化，每單位集膚深度應(yīng)至少使用一個(gè)單元，同時(shí)應(yīng)使用至少三個(gè)邊界層單元。如果集膚深度大于介質(zhì)的等效波長(zhǎng)，那就可以通過(guò)在每波長(zhǎng)應(yīng)用五個(gè)單元來(lái)求解介質(zhì)本身的波長(zhǎng)，如上方左圖所示。
小結(jié)
本文我們介紹了在 COMSOL Multiphysics 中定義電磁波模型的材料屬性的幾種方法。我們發(fā)現(xiàn)，在一定頻率范圍內(nèi)，用于定義相對(duì)介電常數(shù)的材料模型甚至也適合定義金屬材料。另一方面，根據(jù) “模擬電磁波問(wèn)題中的金屬對(duì)象” 文章中的介紹，我們還可以通過(guò)邊界條件定義金屬域。結(jié)合我們之前發(fā)布的關(guān)于模擬開(kāi)放邊界條件及模擬端口的文章，我們已經(jīng)基本掌握了電磁波模擬的所有相關(guān)基礎(chǔ)知識(shí)。
本文來(lái)自： COMSOL 博客
展開(kāi) 模擬電磁波問(wèn)題中的金屬物體——選擇合適的邊界條件
金屬是一種高導(dǎo)電材料，能夠非常好地反射入射的電磁波—光、微波及無(wú)線電波。當(dāng)通過(guò) RF 模塊和波動(dòng)光學(xué)模塊模擬頻域電磁波問(wèn)題時(shí)，您可以通過(guò)其中的幾個(gè)選項(xiàng)來(lái)模擬金屬物體。這里，我們將介紹阻抗、過(guò)渡邊界條件和完美電導(dǎo)體邊界條件，并說(shuō)明每類條件何時(shí)使用。
什么是金屬？
對(duì)于什么是金屬這個(gè)問(wèn)題，我們可以從用于求解電磁波問(wèn)題的 Maxwell 控制方程組開(kāi)始。考慮以下頻域形式的 Maxwell 方程組：
出于本文的討論目的，我們將假設(shè)集膚深度相對(duì)較小且有損耗的材料都是金屬。有損耗材料指任何介電常數(shù)或磁導(dǎo)率為復(fù)數(shù)值、或電導(dǎo)率非零的材料。也就是說(shuō)，有損耗材料會(huì)向控制方程引入一個(gè)虛數(shù)值項(xiàng)。這會(huì)在材料內(nèi)產(chǎn)生電流，集膚深度是電流進(jìn)入材料內(nèi)深度的測(cè)量指標(biāo)。
工作頻率非零時(shí)，電磁感應(yīng)都會(huì)將有損耗材料中的電流推向邊界處。集膚深度是指電流減小到 63% 時(shí)進(jìn)入材料的距離，可以通過(guò)以下公式計(jì)算：
在極高的頻率（接近光學(xué)波段）下，材料接近等離子共振，我們實(shí)際上會(huì)通過(guò)復(fù)數(shù)值介電常數(shù)來(lái)表征金屬。但當(dāng)在低于這些頻率下對(duì)金屬進(jìn)行模擬時(shí)，我們可以假設(shè)介電常數(shù)為一、磁導(dǎo)率為實(shí)數(shù)值，電導(dǎo)率非常高。因此上述方程可以簡(jiǎn)化為：
不過(guò)在您開(kāi)始利用 COMSOL Multiphysics 進(jìn)行模擬前，首先應(yīng)計(jì)算或粗略估算所有模擬材料的集膚深度。集膚深度和零件尺寸信息，這兩點(diǎn)將確定能否使用阻抗邊界條件或過(guò)渡邊界條件。
阻抗邊界條件
如果集膚深度遠(yuǎn)小于物體，就可以使用阻抗邊界條件。
過(guò)渡邊界條件
過(guò)渡邊界條件 (TBC) 適用于模擬物體的厚度與特征尺寸和曲率相比較小的導(dǎo)電材料層。即使厚度是集膚深度的數(shù)倍，還是可以使用 TBC。
展開(kāi) "波"與"力"的特殊關(guān)系，電磁波或是純粹的"力"！
聲波是高頻“力”的傳播或許不足為奇，但電磁波也有相似的傳播特征，這卻有重大的意義。
二、電磁波 (Electromagnetic wave)又稱電磁輻射、電子煙霧
1865年，James clerk maxwell 創(chuàng)立了經(jīng)典電磁理論，并預(yù)言了電磁波的存在，且通過(guò)麥克斯韋方程計(jì)算出光速。1887年，赫茲用實(shí)驗(yàn)證明了電磁波的存在。其后，電磁理論逐步完善。
電磁理論認(rèn)為電磁波是變化電場(chǎng)周圍激發(fā)出磁場(chǎng)，變化磁場(chǎng)周圍再激發(fā)出電場(chǎng),空間電場(chǎng)、磁場(chǎng)的相互激變使電磁波實(shí)現(xiàn)傳播。然而，進(jìn)一步研究發(fā)現(xiàn)，磁場(chǎng)、電場(chǎng)的本質(zhì)是“力”。
磁場(chǎng)的定義是，對(duì)放入其中的磁體有磁力作用的物質(zhì)叫磁場(chǎng)。當(dāng)一個(gè)磁針受力偏轉(zhuǎn)時(shí)，就可斷定周圍有磁場(chǎng)。反過(guò)來(lái)說(shuō)，如果磁場(chǎng)對(duì)任何物質(zhì)都不產(chǎn)生作用力，就不能稱為磁場(chǎng)，因此磁場(chǎng)的本質(zhì)是磁力，“磁力”是磁場(chǎng)唯一標(biāo)志。
同理，電場(chǎng)的本質(zhì)是電荷對(duì)電荷的作用“力”，當(dāng)電子在某一區(qū)域受到力時(shí)，就斷定周圍有電場(chǎng)。相反，如果電場(chǎng)中不產(chǎn)生任何力，也就不成為其電場(chǎng)，因此電場(chǎng)就是電荷力的作用場(chǎng)，“力”是電場(chǎng)的唯一標(biāo)志。
磁場(chǎng)是“磁力”，電場(chǎng)是“電荷力”，那么，電場(chǎng)、磁場(chǎng)的相互激變，必然是電荷力與磁力的激變，因此，電磁波的傳播本質(zhì)是傳播“電磁力”。
再?gòu)?em>電磁波傳播的效果看，在電磁波接收器中，接收到的電磁信號(hào)本質(zhì)是什么？其實(shí)是導(dǎo)體獲得微小高頻電流，而電流是電子的流動(dòng)，但是電子只有受到電磁力作用才會(huì)移動(dòng)，電磁力從何而來(lái)呢？是電磁波發(fā)射器傳送來(lái)的，因此電磁信號(hào)的傳遞就是傳遞“電磁力”。
電磁波的本質(zhì)是傳播高頻的“電磁力”。這似乎難以讓人接受，但電磁波在客觀中的表現(xiàn)卻與此很吻合。
展開(kāi) 通過(guò)仿真分析電磁表面波
人們對(duì)被限制在沿表面?zhèn)鞑サ?em>電磁波，例如表面等離激元(SPPs)，有很大的研究興趣，因?yàn)樗诩{米級(jí)光控制中有著潛在應(yīng)用。在這篇文章中，我們將討論如何設(shè)置一個(gè)仿真來(lái)可視化表面等離激元的傳播以及頻率-波矢量色散關(guān)系。
表面等離激元簡(jiǎn)介
電磁學(xué)的控制方程，也就是麥克斯韋方程組，可能看起來(lái)很簡(jiǎn)單，但它們的含義卻極為廣泛和深刻。因此，傳播的電磁波可以以各種眾所周知的形式存在，如平面波、球面波、高斯波束，以及一些鮮為人知的形式，包括貝塞爾波束、艾里波束和渦旋波束。還有一些被限制在空間內(nèi)傳播的電磁波，例如在金屬或介電波導(dǎo)中傳播的波導(dǎo)模式。
此外，還有一種特殊類型的被限制在平面上的電磁波。這種類型的波沿切向表面?zhèn)鞑ィ⒃诖怪狈较蛏铣手笖?shù)衰減。與相同頻率的自由空間波長(zhǎng)相比，它的波長(zhǎng)通常更小。因此，這種類型的波為光子的納米級(jí)控制和操作提供了一個(gè)潛在的技術(shù)平臺(tái)，從光通信和信息處理到太陽(yáng)能收集和數(shù)字顯示，這在許多應(yīng)用中都是需要的。這種類型的波是在金屬-介電界面上發(fā)現(xiàn)的，現(xiàn)在被稱為表面等離激元(SSP)。等離激元是指金屬中電荷的集體振蕩。自發(fā)現(xiàn)以來(lái)，人們已經(jīng)了解到許多材料系統(tǒng)都支持這種類型的表面波，例如接近其聲子共振頻率的極性介電材料和接近其激子頻率的半導(dǎo)體材料。相應(yīng)的表面波分別稱為表面聲子偏振子和表面激子偏振子。
無(wú)論支持的介質(zhì)和微觀細(xì)節(jié)如何，不同類型的表面波背后的宏觀物理學(xué)是相似的。在下面的章節(jié)中，我們將重點(diǎn)討論介電和金屬界面之間的等離激元建模。然而，需要注意的是，本文所涉及的建模技術(shù)也可以通過(guò)一些適當(dāng)?shù)男薷模灶愃频姆绞綉?yīng)用在其他表面波，如 Sommerfeld-Zenneck 波和 Dyakonov 波。
最簡(jiǎn)單的等離激元色散的推導(dǎo)
為了清楚地了解什么是表面等離激元，讓我們研究一下支持表面等離激元的最簡(jiǎn)單的系統(tǒng)，即體金屬-介電界面。
展開(kāi) 
電磁波時(shí)域有限差分方法
電磁波時(shí)域有限差分方法 /葛德彪, 閆玉波 .--西安 :西安電子科技大學(xué)出版社 ,2002
246頁(yè), [4] 頁(yè)圖版 :圖 (部分彩圖) ;26cm .--(研究生系列教材 ),圖 (部分彩圖) ;圖 (部分彩圖)
西安電子科技大學(xué)研究生教材建設(shè)基金資助
ISBN:7-5606-1059-5 :CNY20.00
本書(shū)共有11章, 討論FDTD基本原理, 介紹Yee元胞及FDTD基本方程, 數(shù)值穩(wěn)定性, 吸收邊界條件, 常用入射波形式及其引進(jìn)方法等。
Ⅱ.①葛德彪 閆玉波 Ⅲ.①電磁波 Ⅳ.①O441.4 /22
展開(kāi) 西工大《CEJ》：新一代穩(wěn)定、輕質(zhì)、高效電磁波吸收材料！
消除電磁污染、保護(hù)人體健康和設(shè)備完整性是幾十年來(lái)民用吸波材料的發(fā)展目標(biāo)。然而，隨著通信設(shè)備的發(fā)展，廣泛用于傳輸信息的電磁波強(qiáng)度逐漸增加，頻率范圍逐漸擴(kuò)大(從兆赫到千兆赫)，使得傳統(tǒng)的吸收材料難以滿足復(fù)雜電磁污染的消除要求。新一代高效吸收材料對(duì)候選材料提出了四大要求：涂層厚度更薄、重量更輕、吸收范圍更廣、吸收能力更強(qiáng)。對(duì)社會(huì)來(lái)說(shuō)，這是發(fā)展的必然要求，對(duì)科研人員來(lái)說(shuō)，這是新一輪的挑戰(zhàn)。
近日，西北工業(yè)大學(xué)Di Lan等人采用水熱法合成了新型硅酸鈷包覆的雙層中空玻璃微球（HGMs），并對(duì)其進(jìn)行了煅燒。通過(guò)對(duì)樣品的物相、形貌和電磁波吸收特性的詳細(xì)表征，發(fā)現(xiàn)磁損耗成分Co2SiO4和介電損耗成分中空玻璃微球
HGMs
的結(jié)合在電磁波的引入和耗散中起著重要作用。在討論部分，作者重點(diǎn)比較了復(fù)合材料和單組分材料，并詳細(xì)說(shuō)明了新型復(fù)合材料結(jié)構(gòu)對(duì)材料穩(wěn)定性和電磁波吸收性能的影響。當(dāng)匹配厚度(d)為2.9毫米時(shí)，HGMs@Co2SiO4的最小反射損耗(RLmin)達(dá)到 -46.7分貝，相應(yīng)的有效吸收帶寬(RL < 10分貝)為5.92 GHz。這種新型雙殼HGMs@ Co2SiO4將成為新一代穩(wěn)定、輕質(zhì)、高效電磁波吸收材料的優(yōu)秀候選材料。這項(xiàng)研究工作以“Double-shellhollow glass microspheres@Co2SiO4 for lightweight andefficient electromagnetic wave absorption”為題發(fā)表在國(guó)際著名期刊《Chemical Engineering Journal》上。
展開(kāi) [VirtualLab] 平面電磁波散射中麥克斯韋方程組的米氏解
摘要
平面波對(duì)于任意半徑和折射率的球形粒子的吸收和散射問(wèn)題，米氏解是嚴(yán)格的麥克斯韋求解器。其得到的散射效應(yīng)十分依賴于粒子的大小。根據(jù)其特性，散射可以分為瑞利散射、米氏散射和幾何光學(xué)散射。VirtualLab Fusion中包含了完整的米氏解。該案例研究了不同半徑的球形粒子散射。
模擬任務(wù)
散射分類
非吸收球形的散射（摻雜硅）
吸收球形的散射（金）
在VirtualLab Fusion中查看
VirtualLab Fusion技術(shù)
文件信息
《電磁波時(shí)域有限差分方法（第二版）》
【目錄】
第一章 引言
1.1 FDTD的發(fā)展及應(yīng)用
1.1.1 對(duì)FDTD的簡(jiǎn)單回顧
1.1.2 FDTD的應(yīng)用
1.2 FDTD基本點(diǎn)及FDTD計(jì)算區(qū)
1.3 本書(shū)目的和內(nèi)容
參考文獻(xiàn)
第二章 麥克斯韋方程及其FDTD形式
2.1 麥克斯韋方程和Yee元胞
2.2 直角坐標(biāo)中的FDTD：三維情形
2.3 直角坐標(biāo)中的FDTD：二維情形
2.4 直角坐標(biāo)中的FDTD：一維情形
2.5 介質(zhì)界面電磁參數(shù)選取
參考文獻(xiàn)
第三章 數(shù)值穩(wěn)定性
3.1 時(shí)間離散間隔的穩(wěn)定性要求
3.2 Courant穩(wěn)定性條件
3.3 數(shù)值色散對(duì)空間離散間隔的要求
3.4 差分近似后的各向異性特性
參考文獻(xiàn)
第四章 吸收邊界條件
4.1 Engquist Majda吸收邊界條件
4.2 一階和二階近似吸收邊界
4.2.1 一階近似吸收邊界條件
4.2.2 二階近似吸收邊界條件
4.3 二維Mur吸收邊界條件的FDTD形式
4.4 二維角點(diǎn)的處理
4.5 三維吸收邊界條件及其FDTD形式
4.6 棱邊及角頂點(diǎn)的特殊考慮
4.7 Berenger完全匹配層
4.7.1 PML介質(zhì)中的波方程
4.7.2 平面波在PML中的傳播特性
4.7.3 平面波在PML/PML介質(zhì)分界面的傳播
4.7.4 介質(zhì)層設(shè)置
4.7.5 指數(shù)差分
4.7.6 點(diǎn)源輻射的檢驗(yàn)
4.7.7 三維情形PML介質(zhì)中的波方程
4.8 各向異性介質(zhì)完全匹配層
4.8.1 平面波入射到單軸介質(zhì)時(shí)的反射和透射波
4.8.2 無(wú)反射條件
4.8.3 PML中的FDTD計(jì)算步驟
4.8.4 PML的設(shè)置
參考文獻(xiàn)
第五章 FDTD中常用激勵(lì)源
……
第六章 近—遠(yuǎn)場(chǎng)外推
第七章 網(wǎng)格剖分技術(shù)
第八章 FDTD計(jì)算平面界面時(shí)的電磁波傳播
第九章 FDTD計(jì)算電磁散射
第十章 FDTD計(jì)算天線輻射
第十一章 FDTD的若干進(jìn)展
附錄一 傅立葉變換及離散傅立葉變換
展開(kāi) CST STUDIO SUITE 2023 三維全波電磁場(chǎng)仿真軟件及教程分享
電磁仿真已廣泛應(yīng)用于有線與無(wú)線通信、衛(wèi)星、雷達(dá)、半導(dǎo)體與微波集成電路、計(jì)算機(jī)、汽車、航空航天等等領(lǐng)域，從毫米波電路，射頻電路封裝設(shè)計(jì)驗(yàn)證，到 PCB 板，天線設(shè)計(jì)等等。電磁仿真計(jì)算在民用與軍用領(lǐng)域的系統(tǒng)設(shè)計(jì)及仿真預(yù)測(cè)等方面都發(fā)揮著越來(lái)越重要的作用。
達(dá)索系統(tǒng)于 2016 年先后收購(gòu)德國(guó)電磁軟件 CST，及英國(guó)電磁及多物理場(chǎng)仿真軟件 Opera。隨著技術(shù)不斷的發(fā)展，達(dá)索系統(tǒng) SIMULIA 的電磁解決方案，結(jié)合CST 成熟平臺(tái)已形成了 EMC 仿真領(lǐng)域中算法多、有效、精準(zhǔn)的三維全波段電磁場(chǎng)仿真工具，覆蓋靜場(chǎng)、簡(jiǎn)諧場(chǎng)、瞬態(tài)場(chǎng)、微波毫米場(chǎng)、光波直到高能帶電粒子的全電磁場(chǎng)頻段的時(shí)域頻域全波段仿真解決方案。客戶遍布國(guó)內(nèi)外通信、電子電器、航空航天、船舶、汽車、國(guó)防等各領(lǐng)域。
CST 是一種高性能 3D EM 分析軟件包，用于設(shè)計(jì)、分析和優(yōu)化電磁 （EM）部件及系統(tǒng)。
適用于整個(gè) EM 范圍內(nèi)各類應(yīng)用領(lǐng)域的電磁場(chǎng)解算器全部包含在 CST 的一個(gè)用戶界面中。解算器可以結(jié)合使用以執(zhí)行混合仿真，使工程師可以更靈活地利用高效、直接的方法，對(duì)包含多種部件的整個(gè)系統(tǒng)進(jìn)行分析。與其他 SIMULIA 產(chǎn)品的協(xié)同設(shè)計(jì)允許將 EM 仿真集成到設(shè)計(jì)流程中，并從最早期階段開(kāi)始推動(dòng)開(kāi)發(fā)流程順利進(jìn)行。
EM 分析的常見(jiàn)目標(biāo)包括天線及濾波器的性能和效率、電機(jī)和發(fā)電機(jī)中的電磁兼容性及干擾 （EMC/EM）、人體 EM 磁場(chǎng)暴露、機(jī)電效應(yīng)，以及高功率設(shè)備的熱效應(yīng)。
CST STUDIO SUITE 應(yīng)用領(lǐng)域包括：
1. 微波射頻與光學(xué)（如天線設(shè)計(jì)與布局、雷達(dá)等）；
2. 電子設(shè)計(jì)/電子技術(shù)（如PCB板，線纜、封裝、連接器等）；
3. EMC/EMI （如整車電磁兼容/電磁干擾等）；
4. 近場(chǎng)和低頻問(wèn)題（如電機(jī)、傳感器等）；
5.
展開(kāi) 27，調(diào)控電磁波的傳播方向 2-渦旋光誘導(dǎo)熒光單向輻射 ￥2000
一篇2023年發(fā)表在nature photonics上的文章。如下圖，作者制作了一排鋯硅納米柱，在其中摻雜熒光染料，隨后用顯微鏡聚焦渦旋光在納米柱一側(cè)，觀察到熒光分子被激活且熒光向著一側(cè)單向輻射。有兩點(diǎn)需要說(shuō)明，第一個(gè)作者在仿真中使用的是偶極子光來(lái)近似等效聚焦渦旋光，第二點(diǎn)是作者的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象我覺(jué)得也并不明顯是單向輻射，盡管他的仿真很明顯。
先用fdtd把上面的靜態(tài)圖片的模型仿真一下，就能得到動(dòng)態(tài)圖看的更直觀
這篇文章是今年暑假回去學(xué)車時(shí)，抽空弄了弄，我用fdtd和comsol復(fù)現(xiàn)了本文圖1中de四幅圖的仿真，如下
下面是fdtd復(fù)現(xiàn)結(jié)果
下面是comsol的復(fù)現(xiàn)結(jié)果
另外還用comsol復(fù)現(xiàn)了圖3a，如下
下面是付費(fèi)內(nèi)容
展開(kāi) 從電磁力波到噪聲：工程師如何"扼殺"電機(jī)的刺耳聲音？
電機(jī)電磁噪聲產(chǎn)生的原因大多如下所述：氣隙中存在各次諧波磁場(chǎng)，它們除產(chǎn)生切向力矩外，還會(huì)相互作用產(chǎn)生徑向電磁拉力，這種徑向力是一種行波，特稱之為徑向電磁力密度諧波或者徑向電磁力波，電磁力波作用于定子鐵心，導(dǎo)致定子鐵心徑向振動(dòng)，定子徑向振動(dòng)引起周圍空氣振動(dòng)，從而產(chǎn)生電磁噪聲。
當(dāng)電磁力波的階次低、幅值高，定子或者定子鐵心中存在該電磁力波相同階次和頻率接近的固有模態(tài)，該電磁力波會(huì)引起定子或者定子鐵心共振，從而導(dǎo)致高的電磁噪聲。
解決電磁噪聲問(wèn)題，首先要準(zhǔn)確分析和計(jì)算電磁力波。通過(guò)修改電機(jī)結(jié)構(gòu)參數(shù)，削弱或者消除引起電磁噪聲的電磁力波是設(shè)計(jì)低噪聲電機(jī)最有效的方法。
iEmSim中“電磁穩(wěn)態(tài)(網(wǎng)絡(luò)路法)”可以快速計(jì)算電磁力及其諧波，電磁力顯示形式包括：空間圖、時(shí)空?qǐng)D、頻域圖、曲線圖、云圖、柱狀圖、數(shù)據(jù)表格、理論解析式說(shuō)明表單、結(jié)論表單、動(dòng)畫(huà)等。
氣隙徑向磁力以圖形展現(xiàn)如圖1至圖8所示。
氣隙徑向力波以文表形式展現(xiàn)如圖9、圖10和圖11所示。圖9和圖10中一行數(shù)據(jù)代表一個(gè)氣隙磁力密度諧波，圖9中每個(gè)氣隙徑向力波均包含：階次、頻率、幅值、相角、轉(zhuǎn)向。圖10顯示的是每個(gè)徑向力波的階次解析式和頻率解析式。圖11顯示的每行數(shù)據(jù)代表氣隙徑向磁力密度諧波與氣隙徑向磁密諧波對(duì)的對(duì)應(yīng)關(guān)系，B(n)代表磁密諧波，n為該磁密諧波在磁密諧波數(shù)據(jù)表格中的序號(hào)。通過(guò)如圖9、圖10和圖11所示的數(shù)據(jù)可以查找分析出電磁力波產(chǎn)生所對(duì)應(yīng)的結(jié)構(gòu)參數(shù)和運(yùn)行工況條件，修改結(jié)構(gòu)參數(shù)，比如定子槽數(shù)、轉(zhuǎn)子槽數(shù)等，可以削弱或者消除某些電磁力波。
iEmSim幫助文檔中對(duì)電機(jī)電磁振動(dòng)噪聲分析基本準(zhǔn)則有詳細(xì)總結(jié)和闡述。
展開(kāi) 
【科普系列】電磁波的“克星”—介電損耗型吸波材料
Phys., 2018, 20: 14155-14165.
02 陶瓷基吸波材料
理想的電磁吸收體應(yīng)具有質(zhì)量輕熱穩(wěn)定性好、能吸收較寬的電磁頻率、經(jīng)濟(jì)有效等特征。陶瓷作為一種潛在的電磁波吸收材料,也越來(lái)越受到人們的關(guān)注。科研人員對(duì)陶瓷進(jìn)行了大量的研究，例如: SiC，SiCf，Al2O3， SiO2， SiOC，SiBCN等。Al2O3和 SiO2作為傳統(tǒng)的陶瓷材料，具有很高的耐磨性、耐高溫、耐腐蝕、硬度且高溫中化學(xué)穩(wěn)定性強(qiáng)等優(yōu)勢(shì),使其廣泛應(yīng)用于航空航天領(lǐng)域。但其作為吸波材料有著不可忽視的缺點(diǎn)，純的陶瓷材料在高溫下的吸波性能并不樂(lè)觀 (反射損耗值較高)。為此, 研究者通過(guò)引入碳材料、金屬氧化物 (Li2O) 等物質(zhì)來(lái)調(diào)節(jié)其介電常數(shù)、熱膨脹系數(shù)以及阻抗匹配等特性，用以提高陶瓷材料在高溫下的吸波性能。
目前, 對(duì)于高溫下的吸波性能的測(cè)試手段并不健全，材料的電性能隨溫度的變化程度不可控且規(guī)律復(fù)雜。此外，陶瓷材料的元素種類較多、內(nèi)部結(jié)構(gòu)和機(jī)理也較為復(fù)雜。這些弊端均限制了陶瓷基吸波材料的發(fā)展。為此, 后續(xù)的工作將集中于更好地控制其形貌、物相和結(jié)構(gòu)，調(diào)節(jié)其介電常數(shù)，改變其導(dǎo)電網(wǎng)絡(luò)，從而增強(qiáng)其電磁波吸收性能。同時(shí)，對(duì)陶瓷基材料的電磁波吸收機(jī)理進(jìn)行更深入的探索,并且設(shè)計(jì)出可在高溫下測(cè)試材料吸波性能的平臺(tái)，以滿足復(fù)雜的電性能和機(jī)理分析。
LAS/RGO-KH-550的電磁波吸收機(jī)理
LUS R, XIA L, XU J M, et al.
展開(kāi) 平面電磁波散射中麥克斯韋方程組的米氏解
摘要
平面波對(duì)于任意半徑和折射率的球形粒子的吸收和散射問(wèn)題，米氏解是嚴(yán)格的麥克斯韋求解器。其得到的散射效應(yīng)十分依賴于粒子的大小。根據(jù)其特性，散射可以分為瑞利散射、米氏散射和幾何光學(xué)散射。VirtualLab Fusion中包含了完整的米氏解。該案例研究了不同半徑的球形粒子散射。
模擬任務(wù)
散射分類
非吸收球形的散射（摻雜硅）
吸收球形的散射（金）
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VirtualLab Fusion技術(shù)
文件信息
地震波數(shù)值模擬技術(shù)
(3)阻尼衰減法，在靠近邊界的一定寬度區(qū)域設(shè)為衰減帶，使得向邊界傳播的波場(chǎng)在此區(qū)域內(nèi)逐漸得到衰減，降低人為反射，直至沒(méi)有明顯的反射波回到計(jì)算區(qū)域 （Cerjan，1985；Kosloff，1986；Sochacki，1987）；(4)最佳匹配層法（PML－the perfectly matched layer），一種比較新的邊界構(gòu)造方法，是在模擬電磁波時(shí)被提出的，主要是在邊界處加一個(gè)匹配層，在匹配層只能夠通過(guò)一個(gè)阻尼因子來(lái)衰減邊界反射 （Berenger，1994）；Collino 和Tsogka（2001）把這種方法成功地運(yùn)用于彈性波的波場(chǎng)模擬。
針對(duì)各種邊界條件的優(yōu)缺點(diǎn)，把組合邊界（透射邊界和匹配層邊界，特征分析法邊界條件和匹配層相結(jié)合）應(yīng)用于高階差分?jǐn)?shù)值模擬中，很好的處理了邊界反射問(wèn)題。
數(shù)值頻散是有限差分?jǐn)?shù)值模擬的又一個(gè)關(guān)鍵問(wèn)題。地震波在傳播過(guò)程中存在物理耗散與物理頻散現(xiàn)象：物理耗散是指波的振幅因物理阻尼作用而衰減的現(xiàn)象；物理頻散是由物理介質(zhì)的原因，波傳播相速度隨波數(shù)發(fā)生變化的現(xiàn)象。用 差分方程逼近微分方程時(shí)引入了誤差項(xiàng)，有時(shí)這些誤差項(xiàng)使計(jì)算結(jié)果振幅值衰減和相速度發(fā)生變化，其作用相當(dāng)于物理耗散和頻散，這種虛假的物理效應(yīng)稱作數(shù)值耗 散和數(shù)值頻散。數(shù)值頻散實(shí)質(zhì)上是一種因離散化求解波動(dòng)方程而產(chǎn)生的偽波動(dòng)，這種頻散不同于波動(dòng)方程本身引起的物理頻散，而是差分方程所固有的本質(zhì)特征。
為了消除波場(chǎng)模擬中的數(shù)值頻散問(wèn)題，許多學(xué)者在這方面作了大量的研究工作，從不同的角度對(duì)有限差分方程的數(shù)值頻散進(jìn)行了分析，并給出了相應(yīng)的解決辦法。
Alford（1974）和Dablain（1986）對(duì)聲波二階空間差分的數(shù)值頻散進(jìn)行了分析，指出網(wǎng)格大小和地震波傳播方向是影響頻散的兩個(gè)因素。
展開(kāi) 青島大學(xué)《JMST》封面：復(fù)合材料設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)高性能電磁波吸收性能！
研究表明，含Ni13.17%的Ni/NiO@C復(fù)合材料展現(xiàn)出優(yōu)異的電磁波吸收性能，最小反射損耗值（RLmin）在2.4 mm時(shí)達(dá)到了-51.1 dB，同時(shí)在2.7 mm時(shí)最大吸收帶寬（EAB，RL≤-10 dB）達(dá)到5.12 GHz。
背景介紹
電子通信設(shè)備的日益發(fā)展所引起的電磁波干擾已成為當(dāng)今世界亟需解決的難題。這些電磁波不僅會(huì)對(duì)人體健康造成危害，還會(huì)干擾正常的通訊交流。因此，探索并制備新型高性能電磁波吸收材料來(lái)降低電磁波的不利影響成為了當(dāng)下研究熱點(diǎn)。
近年來(lái)，磁/介電損耗型復(fù)合材料由于兼具磁損耗以及介電損耗的優(yōu)勢(shì)而被制備用于高性能電磁波吸收材料，同時(shí)異質(zhì)界面的增加也會(huì)進(jìn)一步增強(qiáng)材料體系的介電損耗能力。因此，對(duì)于復(fù)合材料各組分的合理設(shè)計(jì)對(duì)優(yōu)化復(fù)合材料的電磁波吸收性能具有重要意義。
本文亮點(diǎn)
（1）通過(guò)不同的制備工藝調(diào)整復(fù)合材料的Ni與NiO的比例；
（2）不同組分的含量對(duì)電磁波吸收性能有顯著的影響；
（3）在Ni/NiO中Ni的比例為13.17%的復(fù)合材料表現(xiàn)出優(yōu)異的反射損耗與吸收帶寬。
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