Wyniki 1-10 spośród 27 dla zapytania: authorDesc:"Stanisław PAWŁOWSKI"

Algorytm obliczania pola elektromagnetycznego w masywnej ścianie z narożem

Czytaj za darmo! »

Celem przedstawionej pracy jest opis algorytmu pozwalającego na analizę prądów wirowych w ścianie z narożem. Rozpatrywane są naroża wklęsłe i wypukłe; główny cel - to badanie różnic w zachowaniu się pola w obu tych przypadkach.. Abstract. The aim of this paper is a description of the method of electromagnetic field calculation in a metallic field calculation in a metallic region with corners. T[...]

Application of iterative boundary method in determination of 3D harmonic electromagnetic field induced by current ducts

Czytaj za darmo! »

This paper presents a general procedure for calculation of spatial distribution of harmonic electromagnetic field generated by current ducts. The proposed algorithm is based on the iterative boundary method of fundamental solutions with the use of asymptotic solutions calculated from formulae for retarded potentials or from Biot-Savart law. The method was tested on example of a current duct in the form of toroidal winding. Streszczenie. W pracy opisano ogólną procedurę obliczania rozkładu harmonicznego pola elektromagnetycznego generowanego przez tory prqdowe. Proponowany algorytm oparty jest na iteracyjno-brzegowej metodzie rozwiązań fundamentalnych z wykorzystaniem rozwiązań asymptotycznych uzyskiwanych ze wzorów na potencjały przesunięte lub na podstawie prawa Biota-Savarta. Metodę przetestowano na przykładzie toru prądowego modelującego uzwojenie toroidalne. (Procedura obliczania rozkładu harmonicznego pola elektromagnetycznego generowanego przez tory prqdowe) Keywords: harmonic electromagnetic field, current duct, fundamental solutions method, toroidal winding Słowa kluczowe: harmoniczne pole elektromagnetyczne, tor prądowy, metoda rozwiązań fundamentalnych, uzwojenie toroidalne Introduction Current ducts are undoubtedly the most typical components of electric systems and usually represent the main source of electromagnetic field excited by electric devices. Typical examples of current ducts include e.g. conductors of electric power lines, transmission cables, windings of transformers and electric machines, antennas of various types etc. Apart from good conductivity of material of which they are usually made, their common feature consist in specific geometry that can be defined as a region swept by a plane figure (the duct’s cross section) moved along certain curve (duct axis) in such a way that lines drawn by individual points of the cross section are locally parallel to the axis. If the current density distribution in a[...]

On certain properties of electromagnetic field in free space

Czytaj za darmo! »

In the paper it is demonstrated that Maxwell’s equations in free space and transformation formulae for electromagnetic field can be derived from two postulates: (a) formula for Lorentz force, (b) Lorentz space-time transformations. Streszczenie. W pracy wykazano, że równania Maxwella w próżni oraz wzory transformacyjne dla pola elektromagnetycznego można wyprowadzić z dwóch postulatów: (a) wzoru na siłę Lorentza, (b) czasoprzestrzennych transformacji Lorentza. (O pewnych własnościach pola elektromagnetycznego w przestrzeni) Keywords: electromagnetic field theory, Maxwell’s equations, Lorentz force, Lorentz transformations Słowa kluczowe: teoria pola elektromagnetycznego, równania Maxwella, siła Lorentza, transformacje Lorentza Introduction t, x, y, z — space-time coordinates u . (u,0,0) — velocity of a moving reference frame with respect to a stationary reference frame . . v . v1, v2 , v3 — charged particle’s velocity F . (F1, F2 , F3 ) — force p — momentum Q — electric charge m0 — rest mass E . (E1,E2 ,E3 ) — electric field B . (B1,B2 ,B3 ) — magnetic field . — scalar potential A . (A1, A2 , A3 ) — vector potential . . F . . c, A1, A2 , A3 — electromagnetic four-potential . 0 — permittivity of free space c — speed of light 2 1 1 .. . .. . . . c u . — Lorentz factor . (prime) — by a symbol of a physical quantity, means that its value is expressed in the primed reference frame O. moving with velocity u with respect to non-primed reference frame O. Purpose of this paper There is a long-standing tendency in physics to derive equations describing physical phenomena from different well-established assumptions (postulates), in order to, among other things, unify description of physical processes. One example in the area of electrodynamics is the so-called Horák’s method, i.e. the idea to derive Maxwel[...]

Analiza quasi-stacjonarnego pola elektromagnetycznego w sąsiedztwie trójwymiarowego naroża obszaru przewodzącego

Czytaj za darmo! »

W pracy zaprezentowano rezultaty numerycznych badań quasi-stacjonarnego pola elektromagnetycznego w pobliżu trójwymiarowego naroża ciała przewodzącego. Powierzchnię graniczną obszaru przewodzącego stanowią trzy wzajemnie prostopadłe powierzchnie płaskie (ściany naroża), cylindryczne (krawędzie naroża) oraz powierzchnia sferyczna (wierzchołek naroża). Pole wzbudzające stanowi płaska fala elektromagnetyczna niskiej częstotliwości (50 Hz) o polaryzacji równoległej do jednej z krawędzi naroża. Do analizy zagadnienia zastosowano iteracyjno-brzegową metodę rozwiązań fundamentalnych. Abstract. This paper presents results of numerical analysis of quasi-stationary electromagnetic field near three-dimensional corner of conducting body. Border surface of conductive area is composed of three orthogonal planes (corner walls), cylindrical-rounded surface (edges corner) and spherical (corner top). Exciting field is created by low-frequency plane electromagnetic wave (50 Hz) polarized parallel to one of corner edges. For problem analysis iterative-border method of fundamental solutions was applied. (Study of quasi-stationary electromagnetic field near threedimensional corner of conducting body). Słowa kluczowe: naroże przewodzące, quasi-stacjonarne pole elektromagnetyczne, metoda rozwiązań fundamentalnych Keywords: conducting corner, quasi-stationary electromagnetic field, fundamental solutions method Wstęp Wyznaczanie rozkładu pola elektromagnetycznego w układach zawierających ciała przewodzące z krawędziami i narożami o małym promieniu krzywizny stwarza szereg rożnego rodzaju trudności obliczeniowych. Wiążą się one głównie z tym, iż w pobliżu krawędzi i naroży pole doznaje gwałtownych zmian na małych odległościach, czyli funkcje pola stają się mało regularne. W przypadku stosowania typowych numerycznych metod obliczeniowych, jak MES, czy MRS, szczegółowe uwzględnienie tych zmian wymaga zastosowania bardzo gęstej dyskretyzacji obszarów w pobliżu ta[...]

Fundamental solutions method applied to non-linear, three-dimensional problems in electromagnetism

Czytaj za darmo! »

The method for solving non-linear 3D magnetostatics problems is presented in the paper. It is based on the iterative version of the fundamental solutions method. A dozen of numerical tests performed on a simple model system provided grounds to evaluate the method as effective and correct. Streszczenie:. W pracy zaprezentowano metodę rozwiązywania nieliniowych 3D zagadnień magnetostatyki opartą na iteracyjnej wersji metody rozwiązań fundamentalnych. Na prostym przykładzie modelowym przeprowadzono szereg testów numerycznych, które wstępnie pozwalają ocenić ją jako poprawną i skuteczną. (Zastosowanie metody rozwiązań fundamentalnych w nieliniowych trójwymiarowych zagadnieniach elektromagnetyzmu). Keywords: magnetostatics, non-linear problems, fundamental solutions method, iteration Słowa kluczowe: magnetostatyka, nieliniowe zagadnienia, metoda fundamentalnych rozwiązań, iteracja Introduction Domain methods, such as finite elements method (FEM) or finite differences method (FDM), are most commonly used while solving field problems. Boundary methods, ‘competitive’ to them, such as the boundary elements method (BEM), are less popular in computation despite their advantageous features like simpler discretization, smaller size of numerical models, a possibility to analyse systems containing unlimited domains, easier solution error estimation, or its analytical form itself, to name a few. It might be so as the boundary methods are considered to be less universal due to being inapplicable to solving nonlinear problems. Essentially, it seems right as all the boundary methods are based on superposition principle, which holds solely in linear problems. Nevertheless, certain concepts indicating their applicability to selected types of non-linear problems are known (see eg [1]). The authors of the paper have long been involved in research and development of the fundamental solutions method (FSM) [2, 3, 4, 5], one of the methods fro[...]

Konstruowanie stanów kwantowych w strukturze lasera kaskadowego z wykorzystaniem skończonego i nieskończonego modelu supersieci półprzewodnikowych

Czytaj za darmo! »

W pracy porównano dwie metody symulacji stanów kwantowych lasera kaskadowego. Pierwsza z nich polega na zastosowaniu znanego z literatury nieskończonego modelu supersieci półprzewodnikowych, w którym konstruuje się stany kwantowe na bazie funkcji Wanniera. Druga korzysta ze skończonego modelu supersieci półprzewodnikowej i polega na klasycznym rozwiązywaniu równania Schrödingera w układzie wielu studni i barier kwantowych i konstruowaniu stanów kwantowych w strukturze lasera przy wykorzystaniu otrzymanych funkcji falowych. Abstract. The study compares two methods for calculating of quantum states in quantum cascade laser. The first of these is known in the literature as infinite model and it uses Wannier functions while the other is based on the classical solve of the Schrӧdinger equation in the system of multiple quantum wells and barriers. (Construction of quantum states in the structure of quantum cascade laser by using the finite and the infinite model of semiconductor superlattices). Słowa kluczowe: Kwantowy Laser Kaskadowy, Funkcje Wanniera, Funkcje Blocha, równanie Schrödingera. Keywords: Quantum Cascade Laser, Wannier functions, Bloch functions, Schrödingera equation. Wstęp Kwantowe lasery kaskadowe znane w literaturze anglojęzycznej jako Quantum Cascade Laser (QCL) [1],[2], to bardzo perspektywiczne nanoprzyrządy półprzewodnikowe, które ze względu na zakres emitowanych fal (od średniej do dalekiej podczerwieni) doskonale nadają się do wykrywania niebezpiecznych związków chemicznych w kopalniach czy też w zastosowaniach medycznych, do detekcji markerów chorobowych, w powietrzu wydychanym przez pacjenta. Pierwszy tego typu laser w Polsce uruchomiono w 2009 roku w laboratorium I.T.E. w Warszawie [3], gdzie prowadzone są dalsze badania nad jego udoskonaleniem [4],[5]. Częścią tego projektu jest symulator QCL [6],[7], który wspomaga prace projektowe wyżej wymienionego lasera. Metoda obliczeniowa, którą zastosowano do jego[...]

Wannier function applied to quantum cascade lasers modelling

Czytaj za darmo! »

The presented paper deals with one of processes of modeling Quantum Cascade Lasers from the moment the permitted energy bands are determined to specifying Hamiltonian for the device. In the modeling process Wannier quantum states based on Bloch functions are applied. An approach to calculate Wannier functions and numerical results illustrating their fundamental properties, as well as their application to determine Hamiltonian for the laser structure are presented. Streszczenie. Prezentowana praca opisuje jeden ze sposobów modelowania Kwantowych Laserów Kaskadowych od momentu wyznaczania energetycznych pasm dozwolonych do określenia Hamiltonianu przyrządu. W procesie modelowania wykorzystywane są kwantowe stany Wanniera skonstruowane na bazie funkcji Blocha. W ramach artykułu zaprezentowano sposób obliczania funkcji Wanniera oraz wyniki numeryczne ilustrujące ich podstawowe właściwości i zastosowanie podczas określania Hamiltonianu struktury lasera.(Zastosowanie funkcji Wanniera w procesie modelowania kwantowych laserów kaskadowych) Keywords: Quantum Cascade Laser, Wannier functions, Bloch functions. Słowa kluczowe: Kwantowe Lasery Kaskadowe. Funkcje Wanniera, Funkcje Blocha. Introduction Semiconductor devices that emit a coherent light beam within the regions from medium to far infrared are called Quantum Cascade Lasers. Though scientifically recognized for a mere dozen of years [1][2], they have been widely applied in medicine and mining. From researchers’ perspective cascade lasers are low dimension devices, where quantum phenomena play the major role. Therefore, it takes a complex and expensive process to fabricate them, where fine correlation between the material parameters and the expected performance effects is required. Simulations provide a powerful tool to achieve it by properly designing structural design and laser parameters, which contributes to lowering engineering costs. One of the modeling aspects in such lase[...]

Determination of reduced parameters for the impedance boundary conditions at screened surfaces DOI:10.12915/pe.2014.12.65

Czytaj za darmo! »

A method for calculating impedance boundary conditions reduced parameters at permeable screen surfaces in a quasi-stationary electromagnetic field is presented. Solving a model, spherically symmetric system allowed to obtain dependencies, determining these parameters as functions of the curvature radius of the screened surface, and material parameters of the screen and the screened area. Streszczenie. W pracy zaproponowano metodę obliczania zredukowanych parametrów impedancyjnych warunków brzegowych na powierzchniach ekranów przenikalnych w quasi-stacjonarnym polu elektromagnetycznym. Na podstawie rozwiązania modelowego zagadnienia o symetrii sferycznej otrzymano zależności pozwalające określić te parametry w zależności od promienia krzywizny powierzchni ekranowanej oraz parametrów materiałowych ekranu i obszaru ekranowanego. (Określanie zredukowanych parametrów dla impedancyjnych warunków brzegowych na powierzchniach ekranowanych). Keywords: impedance boundary conditions, permeable screens, harmonic electromagnetic field. Słowa kluczowe: impedancyjne warunki brzegowe, ekrany przenikalne, harmoniczne pole elektromagnetyczne. doi:10.12915/pe.2014.12.65 Introduction Determining distribution of a quasi-stationary electromagnetic field in the presence of conductive bodies remains one of the most intricate problems in technical electrodynamics. Complex, three dimensional geometry of real technical systems provides a challenging task for solving such systems. It is therefore advisable to simplify the problem by developing the impedance boundary conditions (IBC) for surfaces of conductive bodies [1-4]. Then, it is no longer necessary to solve the field equations in the conductive areas, where computations require fine discretization of the areas, and the problem is reduced to seeking a scalar function of a magnetic potential [5-8]. One of the assumptions made when introducing IBC is that all the dimensions of the conductive bodies are si[...]

Modelowanie wybranych właściwości lasera kaskadowego w oparciu o formalizm NEGF w reprezentacji energetycznej DOI:10.15199/ELE-2014-187


  W tym roku mija dwadzieścia lat od momentu, kiedy grupa naukowców pod kierownictwem J. Faista i F. Capasso zaprezentowała w laboratoriach Bella pierwszy działający laser kaskadowy [1]. Na przestrzeni tego okresu powstało wiele nowych rozwiązań konstrukcyjnych tego przyrządu [2-4], wśród których ważne miejsce zajmuje laser [5] wykonany w 2009 roku przez polskich naukowców z ITE w Warszawie. Zbudowany na podłożu GaAs emituje on światło o długości fali ~9 [mikro]m i mocy ok. 1 W. Prace nad udoskonalaniem uzyskanego prototypu trwają w dalszym ciągu, czego efektem są opisane w pracach [6, 7] nowe rozwiązania o ulepszonych parametrach. Aby jednak był możliwy dalszy postęp w tej dziedzinie, potrzebne jest współdziałanie różnych ośrodków naukowych, z których część zajmuje się symulacjami laserów kaskadowych. W wyniku takiej współpracy powstała pierwsza wersja programu [8, 9], który umożliwia symulacje zjawisk kwantowych zachodzących w strukturze lasera kaskadowego. Metoda numeryczna będąca podstawą działania tego programu wykorzystuje formalizm nierównowagowych funkcji Greena. Okazuje się jednak, że w przypadku złożonych struktur staje się bardzo wymagająca pod kątem rozmiaru pamięci komputera oraz czasu trwania symulacji. Dlatego rozpoczęto prace nad nowym modułem programowym, w którym dokonuje się transformacji stanów energetycznych, występujących w przestrzennej strukturze lasera, na stany reprezentowane wyłącznie dziedzinie energii. Poprzez takie działanie uzyskujemy małe rozmiary macierzy hamiltonianu przyrządu a przez to, wydatnie zwiększamy szybkość symulacji. W zależności od stosowanego podejścia można w tym celu użyć albo funkcji Wanniera (przypadek dla nieskończonego modelu struktury lasera oznaczonego w pracy jako MN) albo odpowiednio całkowanych w dziedzinie energii funkcji falowych, otrzymanych w wyniku klasycznego podejścia do rozwiązywania równania Schrödingera w układzie wielu studni kwantowych (przypadek dla skończo[...]

Applicability assessment for simplified formulas to compute surface impedance at screened surfaces DOI:10.15199/48.2015.12.47

Czytaj za darmo! »

It is well known that when determining surface impedance for screened well conducting bodies errors generated due to underestimated curvature radius of the surface occur. This problem is dealt with in the paper, where calculation results for formulas with the screened surface curvature considered and disregarded are compared. Streszczenie. W pracy przeanalizowano zagadnienie błędu popełnianego przy wyznaczaniu impedancji powierzchniowej ekranowanego ciała przewodzącego, spowodowanego założeniem o małej krzywiźnie powierzchni. Porównano rezultaty obliczeń według dwóch wzorów: uwzględniającego i nieuwzględniającego krzywiznę ekranowanej powierzchni. (Ocena zakresu stosowalności uproszczonych wzorów do obliczania impedancji powierzchniowej na powierzchniach ekranowanych). Słowa kluczowe: quasi-stacjonarne pole elektromagnetyczne, impedancyjne warunki brzegowe, impedancja powierzchniowa, ekrany. Keywords: quasi-stationary electromagnetic field, impedance boundary conditions, surface impedance, screens. Introduction Impedance boundary conditions (IBC) have proven to provide a significant simplification when applied to solving many technical electrodynamics problems at conducting surfaces of the electrodynamic system under analysis [1]. Such conditions express usually approximate relations between electromagnetic field components, or potentials, at boundary surfaces between the conducting and dielectric areas. For low frequency harmonic fields IBC can be noted with two different forms [2, 3], each of them, however, contains a specific factor, such as e.g. surface impedance. One of the basic assumptions made when developing IBC is the condition that all dimensions of the system conducting bodies are significantly larger than their equivalent penetration depth of the electromagnetic field. Thus, to assume IBC at permeable screen surfaces may seem incorrect as their thickness does not meet these criteria. Nevertheless, the author[...]

 Strona 1  Następna strona »