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Title: Análise de campos eletromagnéticos em regiões limitadas pelo método dos elementos finitos.
Other Titles: Analysis of electromagnetic fields in regions limited by the finite element method.
???metadata.dc.creator???: TEJO, Francisco de Assis Ferreira.
???metadata.dc.contributor.advisor1???: ROCHA, Creso Santos da.
???metadata.dc.contributor.advisor2???: GIAROLA, Attílio José.
???metadata.dc.contributor.referee1???: MELO, Marcos Antonio Barbosa de.
???metadata.dc.contributor.referee2???: D'ASSUNÇÃO, Adaildo Gomes.
???metadata.dc.contributor.referee3???: DÓRIA NETO, Adrião Duarte.
???metadata.dc.contributor.referee4???: LIMA, Aarão de Andrade de.
Keywords: Processamento de Sinais;Métodos dos Elementos Finitos;Campos Eletromagnéticos;Linhas de Transmissão;Signal Processing;Finite Element Methods;Electromagnetic Fields;Transmission Lines
Issue Date: 26-Apr-1996
Publisher: Universidade Federal de Campina Grande
Citation: TEJO, Francisco de Assis Ferreira. Análise de campos eletromagnéticos em regiões limitadas pelo método dos elementos finitos. 1996. 164 f. Tese (Doutorado em Engenharia Elétrica) – Prograrma de Pós-Graduação em Engenharia Elétrica, Centro de Ciências e Tecnologia e Informática, Universidade Federal da Paraíba – Campus II - Campina Grande, Paraíba, Brasil, 1996.
???metadata.dc.description.resumo???: Esta tese apresenta três formulações variacionais de elementos finitos, para a analise de campos eletromagnéticos em regiões limitadas, envolvendo meios não-dissipativos e lineares mas, em geral, não-homogêneos e anisotrópicos. 0 tratamento e geral e se aplica tanto a campos estáticos, quanto a campos em regime harmônico estacionário, em linhas de transmissão ou guias de onda longitudinalmente homogêneos e infinitos. Nas aplicações do método dos elementos finitos (MEF) a guias de onda limitados, transversalmente não-homogêneos e/ou anisotrópicos, a formulação mais adequada se expressa em termos das três componentes do vetor campo magnético H, devido a natureza hibrida dos modos em tais guias. Para eliminar os modos espíritos, inerentes as formulações vetoriais, são propostos e implementados o método da penalização transversal com integração reduzida seletiva e elementos lagrangeanos (STRIP) e o método misto regularizado (RMM). Alguns problemas típicos são resolvidos, sendo os resultados numéricos comparados aos obtidos com o método de penalidade com integração reduzida (RIP) e com o método dos elementos de aresta. A qualidade das aproximações e o desempenho computacional, comprovam os resultados estimados, a priori, das taxas de convergência e erros esperados, preconizados pela analise numérica conduzida em torno de cada formulação. 0 método misto proporciona uma estabilidade numérica idêntica a do método RIP, quando são usadas malhas com elementos moderadamente distorcidos. 0 método STRIP apresenta autovalores mais precisos, quando comparados aos calculados através de elementos de aresta, o mesmo não ocorrendo com os autovetores correspondentes, devido ao desacoplamento entre as componentes transversais e a longitudinal do campo magnético H. Embora matematicamente inconsistente, o método STRIP se constitui em uma critica ao método dos elementos finitos de aresta, cujos adeptos apregoam poder usa-los para resolver qualquer tipo de problema eletromagnético de valor de contorno.
Abstract: This thesis presents three variational finite element formulations for analysis of bounded, loss-free and linear electromagnetic field problems, enclosing otherwise general non-homogeneous and/or anisotropic media. The treatment is general and can be applied to both static and time-harmonic fields in longitudinally homogeneous and infinite transmission lines or waveguides. In applying the method of finite elements (FEM) to bounded waveguides, transversely non-homogeneous and/or anisotropic, the most suitable formulation is expressed in terms of three components of the magnetic field H, due to the hybrid nature of the modes in such waveguides. In order to eliminate the spurious solutions, inherent to vector variational formulations, one introduces the transverse penalty method w i t h selective reduced integration on lagrangian elements (STRIP), as well as the regularized mixed method (RMM). Some typical problems are solved and the results are compared with the ones obtained by the selective reduced integration penalty (RIP) and edge finite element methods. The quality of the approximations and the computational performance, confirm the theoretical estimates of errors and convergence rates, obtained through numerical analysis on each one of the formulations presented. The mixed method presents a numerical stability identical to that of the RIP method, when one uses moderately distorted elements. One has observed that the STRIP finite element method provides more accurate eigenvalues than the ones calculated with the edge finite element method. Unfortunately, the same does not happen to the eigenvectors, due to the decoupling between the transverse and longitudinal components of the magnetic field H. Although mathematically inconsistent, the STRIP finite element method plays a rather critical role with respect to the edge elements finite element methods, whose adepts claim that could solve any kind of electromagnetic boundary value problem.
Keywords: Processamento de Sinais
Métodos dos Elementos Finitos
Campos Eletromagnéticos
Linhas de Transmissão
Signal Processing
Finite Element Methods
Electromagnetic Fields
Transmission Lines
???metadata.dc.subject.cnpq???: Engenharia Elétrica
URI: http://dspace.sti.ufcg.edu.br:8080/jspui/handle/riufcg/10560
Appears in Collections:Doutorado em Engenharia Elétrica.

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