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Comparison of 2.5D finite element formulations with perfectly matched layers for solving open axisymmetric electromagnetic cavity problems

Schnaubelt, Erik ; De Gersem, Herbert ; Marsic, Nicolas (2023)
Comparison of 2.5D finite element formulations with perfectly matched layers for solving open axisymmetric electromagnetic cavity problems.
In: International Journal of Numerical Modelling: Electronic Networks, Devices and Fields, 2023, 36 (3)
doi: 10.26083/tuprints-00023684
Artikel, Zweitveröffentlichung, Verlagsversion

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Kurzbeschreibung (Abstract)

Axial symmetry in time‐harmonic electromagnetic wave problems can be exploited by considering a Fourier expansion along the angular direction, reducing fully three‐dimensional computations to two‐dimensional ones on an azimuthal cross section. While this transition leads to a significant decrease in computational effort, it introduces additional difficulties, which necessitate appropriate finite element (FE) formulations. By combining the latter with perfectly matched layers (PML), open problems can be considered. In this work, we compare and discuss the performance of different combinations of axisymmetric FE formulations and PMLs, using a dielectric sphere in open space as a test case. As an application example, a superconducting Fabry–Pérot photon trap is considered.

Typ des Eintrags: Artikel
Erschienen: 2023
Autor(en): Schnaubelt, Erik ; De Gersem, Herbert ; Marsic, Nicolas
Art des Eintrags: Zweitveröffentlichung
Titel: Comparison of 2.5D finite element formulations with perfectly matched layers for solving open axisymmetric electromagnetic cavity problems
Sprache: Englisch
Publikationsjahr: 14 November 2023
Ort: Darmstadt
Publikationsdatum der Erstveröffentlichung: 2023
Ort der Erstveröffentlichung: Chichester
Verlag: John Wiley & Sons
Titel der Zeitschrift, Zeitung oder Schriftenreihe: International Journal of Numerical Modelling: Electronic Networks, Devices and Fields
Jahrgang/Volume einer Zeitschrift: 36
(Heft-)Nummer: 3
Kollation: 13 Seiten
DOI: 10.26083/tuprints-00023684
URL / URN: https://tuprints.ulb.tu-darmstadt.de/23684
Zugehörige Links:
Herkunft: Zweitveröffentlichung DeepGreen
Kurzbeschreibung (Abstract):

Axial symmetry in time‐harmonic electromagnetic wave problems can be exploited by considering a Fourier expansion along the angular direction, reducing fully three‐dimensional computations to two‐dimensional ones on an azimuthal cross section. While this transition leads to a significant decrease in computational effort, it introduces additional difficulties, which necessitate appropriate finite element (FE) formulations. By combining the latter with perfectly matched layers (PML), open problems can be considered. In this work, we compare and discuss the performance of different combinations of axisymmetric FE formulations and PMLs, using a dielectric sphere in open space as a test case. As an application example, a superconducting Fabry–Pérot photon trap is considered.

Freie Schlagworte: 2.5D, axisymmetry, electromagnetism, finite element method, perfectly matched layers, quasi‐3D, wave problems
ID-Nummer: e3073
Status: Verlagsversion
URN: urn:nbn:de:tuda-tuprints-236848
Zusätzliche Informationen:

Special Issue: The 12th International Symposium on Electric and Magnetic Fields (EMF 2021)

Sachgruppe der Dewey Dezimalklassifikatin (DDC): 600 Technik, Medizin, angewandte Wissenschaften > 621.3 Elektrotechnik, Elektronik
Fachbereich(e)/-gebiet(e): 18 Fachbereich Elektrotechnik und Informationstechnik
18 Fachbereich Elektrotechnik und Informationstechnik > Institut für Teilchenbeschleunigung und Theorie Elektromagnetische Felder
Hinterlegungsdatum: 14 Nov 2023 14:12
Letzte Änderung: 15 Nov 2023 08:28
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