Subject » BMEVIHV9035
Field Simulation with Finite Element Methods
Mezőszimuláció végeselem-módszerrel
A tantárgyleírás hatályossága
Hatályosság kezdete:
—
Hatályosság vége:
—
| Subject name (Hungarian, English) |
Mezőszimuláció végeselem-módszerrel
Field Simulation with Finite Element Methods
|
||||||||||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| Subject code | BMEVIHV9035 | ||||||||||||
| Subject type | — | ||||||||||||
| Training Level | — | ||||||||||||
| Course types and hours (weekly/semester) |
|
||||||||||||
| Assessment type | vizsga | ||||||||||||
| Credits | 5 | ||||||||||||
| Subject coordinator |
Sebestyén Imre
position: egyetemi docens
contact:
si@evt.bme.hu
|
||||||||||||
| Responsible department |
—
|
||||||||||||
| Faculty | |||||||||||||
| Subject website | — | ||||||||||||
| Primary curriculum type | — | ||||||||||||
| Direct prerequisites – Strong prerequisite | none | ||||||||||||
| Direct prerequisites – Weak prerequisite | none | ||||||||||||
| Direct prerequisites – Parallel prerequisite | none | ||||||||||||
| Direct prerequisites – Milestone prerequisite | none | ||||||||||||
| Direct prerequisites – Exclusion | none |
Objectives
Programme
1.hét. Alapismeretek összefoglalása: Maxwell-egyenletek, energia, erőhatások. Unicitási tétel dualitás, közeghatár feltételek.
Maxwell-egyenletek megoldása potenciálok bevezetésével. Időben állandó elektromos és mágnes tér számítása, skalár és vektorpotenciál alkalmazása.
2.hét. Időben változó elektromágneses tér, örvényáram feladatok megoldása potenciálokkal
Hullámtani feladatok megoldása potenciálokkal, ill. a térjellemző vektorok alapján.
3.hét. Operátor- egyenletek megoldásának általános alapjai. Standard variációs elv.
Rezidduum-elv, Galjorkin-módszer. Alkalmazás Poisson egyenlet megoldására.
4.hét. 2-dimenziós feladatok, általánosított Poisson-egyenlet, megoldás végeselem módszerrel. Háromszög felosztás, lineáris ás magasabb fokszámú bázisfüggvények Elemegyenletek.
5.hét. Globális egyenletek generálása és megoldása, direkt és iterációs megoldási eljárások.
Illusztráció (papír-ceruza módszer) 2D lineáris háromszög végeselemek alkalmazására.
6. hét. MATLAB PDE-toolbox bemutatása. Modellalkotás kérdéseinek tárgyalása kiválasztott feladatok alapján. Kapacitás számítása.
7.hét. Stacionárius mágneses tér számítása, lineáris ill. nemlineáris mágneses közegek esetén. Indukció együttható számítása.
8.hét. Örvényáram feladatok megoldása, veszteség, váltakozó áramú ellenállás számítása.
9.hét. A végeselemes számítások hibaanalízise, szingularitások hatásának elemzése.
10. hét. Hullámtani feladatok megoldásának bemutatása: Sajátérték feladatok, módusok határfrekvenciájának számítása csőtápvonalra. Vezetett hullámterjedési feladat megoldása H-sikú elágazásra, egyszerű szórási feladat megoldása, radar-keresztmetszet számítása.
11-14.hét. Mezőszimulációs laboratórium: a hallgatók szakirányú képzéséhez kapcsolódó önállóan választott térszámítási feladat megoldása MATLAB PDE-Toolbox alkalmazásával.
Maxwell-egyenletek megoldása potenciálok bevezetésével. Időben állandó elektromos és mágnes tér számítása, skalár és vektorpotenciál alkalmazása.
2.hét. Időben változó elektromágneses tér, örvényáram feladatok megoldása potenciálokkal
Hullámtani feladatok megoldása potenciálokkal, ill. a térjellemző vektorok alapján.
3.hét. Operátor- egyenletek megoldásának általános alapjai. Standard variációs elv.
Rezidduum-elv, Galjorkin-módszer. Alkalmazás Poisson egyenlet megoldására.
4.hét. 2-dimenziós feladatok, általánosított Poisson-egyenlet, megoldás végeselem módszerrel. Háromszög felosztás, lineáris ás magasabb fokszámú bázisfüggvények Elemegyenletek.
5.hét. Globális egyenletek generálása és megoldása, direkt és iterációs megoldási eljárások.
Illusztráció (papír-ceruza módszer) 2D lineáris háromszög végeselemek alkalmazására.
6. hét. MATLAB PDE-toolbox bemutatása. Modellalkotás kérdéseinek tárgyalása kiválasztott feladatok alapján. Kapacitás számítása.
7.hét. Stacionárius mágneses tér számítása, lineáris ill. nemlineáris mágneses közegek esetén. Indukció együttható számítása.
8.hét. Örvényáram feladatok megoldása, veszteség, váltakozó áramú ellenállás számítása.
9.hét. A végeselemes számítások hibaanalízise, szingularitások hatásának elemzése.
10. hét. Hullámtani feladatok megoldásának bemutatása: Sajátérték feladatok, módusok határfrekvenciájának számítása csőtápvonalra. Vezetett hullámterjedési feladat megoldása H-sikú elágazásra, egyszerű szórási feladat megoldása, radar-keresztmetszet számítása.
11-14.hét. Mezőszimulációs laboratórium: a hallgatók szakirányú képzéséhez kapcsolódó önállóan választott térszámítási feladat megoldása MATLAB PDE-Toolbox alkalmazásával.
A végeselem módszer (VEM) egyre nagyobb szerepet játszik a mérnöki munkában. A tárgy célja a VEM alapjainak megismerése és módszer alkalmazásához szükséges ismeretek elsajátítása. Az elméleti alapokat követően különböző mezőszimulációs szoftverek (FEM2D, FEMLAB/MATLAB) megismerése és tipikus elektromágneses térszámítási feladatok megoldása a szoftverekkel.
Learning outcomes
Ez a tantárgy a KKK rendeletben meghatározott, következő kompetenciák fejlesztését szolgálja:
Knowledge
No learning outcomes recorded.
Skills
No learning outcomes recorded.
Attitudes
No learning outcomes recorded.
Autonomy and responsibility
No learning outcomes recorded.
Oktatási módszertan
:
Tantermi előadás számítógépes bemutatóval.
Tanulástámogató anyagok
Not provided.
Recommended preliminary knowledge for completing the subject
Knowledge type competencies
(azon előzetes ismeretek összessége, amelyek megléte nem kötelező, de a tantárgy eredményes teljesítését nagyban elősegíti)
Matematika, Elektromágneses terek
Skill type competencies
(azon előzetes képességek és készségek összessége, amelyek megléte nem kötelező, de a tantárgy eredményes teljesítését nagyban elősegíti)
nincs
Recommended (non-compulsory) preliminary competencies
(azon ajánlott (nem kötelező) előzetesen megszerzendő kompetenciák összessége, amelyek jelentősen hozzájárulnak a tantárgy eredményes teljesítéséhez)
Matematika, Elektromágneses terek
General rules
Követelmények:
a. A házi feladat elkészítése a szorgalmi időszakban.
b. Az önállóan kidolgozott feladat mezőszámítási
modelljének bemutatása, szóbeli beszámoló keretében
c. A vizsgaidőszakban: az önállóan kidolgozandó
mezőszimulációs feladat elkészítése, és a megoldás prezentálása.
d. Elővizsga: nincs
Pótlási lehetőségek:
Az időben be nem adott házifeladat a pótlás időszak végéig beadható.
Assessment methods
In-term assessments
No detailed assessments provided.
Weight of in-term assessments
No weights provided.
Exam-period assessments
No detailed assessments provided.
Weight of exam elements
No weights provided.
Grade calculation
No grade thresholds provided.
Attendance requirements
No attendance requirements provided.
Rules for retake and resubmission
Not provided.
Short description
Not provided.
Detailed description
Not provided.
Recommended courses
Not provided.
Workload to complete the subject
No workload breakdown provided.
Validity of subject requirements
Requirements valid from:
—
Requirements valid until:
—
Curriculum placement
No curriculum placements recorded for this subject version.