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摘要有限元法(FEM)是计算电磁学的主流方法之一，它对于复杂边界结构和非均匀介质问题具有很强的处理能力。本文采用有限元法(FEM)为基本方法，使用HFSS – High Frequency Structure Simulator, Ansoft 公司推出的基于有限元法的三文电磁仿真软件进行仿真，本设计是建立在对T型波导的仿真，优化和对圆柱形介质谐振腔的分析与仿真的基础上的，以期能加深对有限元法的理解和能使用HFSS软件对波导问题进行仿真计算5564
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关键词：有限元法，T 型波导， 圆柱形介质谐振腔，边界条件和激励，分析仿真
毕业设计说明书（论文）外文摘要
Title The application of finite element method calculation of the waveguide
Abstract
The Finite Element Method (FEM) is one of the major numerical methods in computational electromagnetic. Due to its versatility and flexibility, the FEM is capable of modeling complicated structure as well as inhomogeneous materials.
This paper is based on the finite element method (FEM) as the basic method, using HFSS ,which is a three-dimensional electromagnetic simulation software based on finite element method, to simulate .The design is built on the analysis and simulation of T-type waveguide , and cylindrical dielectric resonator cavity, which is in order to deepen the understanding of the finite element method and the HFSS simulation of waveguide problems.
Key word finite element method (FEM), T-type waveguide, Cylindrical dielectric resonator,Boundary conditions and incentives, Analysis and Simulation
目 录
1 绪论 1
1.1 研究背景 1
1.2 研究历史和现状 2
1.3 有限元法原理 2
1.4 本次设计内容 5
2 HFSS介绍 6
3 T 型波导分析 7
3.1 创建HFSS工程 7
3.2创建T_GUIDER 模型 7
3.3 建立并求解 9
3.4 比较结果 10
3.5 演示场覆盖图 11
4 T 型波导内场优化 12
4.1 T型波导的基础上建优化工程 12
4.2 创建参数分析并进行求解 12
4.3 查看参数结果 12
4.4 优化分析并求解 15
4.5 查看优化结果 16
5 圆柱形介质谐振腔的分析与仿真 [10] 17
5.1 创建工程和模型 17
5.2 边界条件和激励 18
5.3 求解设置 18
5.5 结果分析 20
5.6创建非实体平面绘制电场和磁场分布 20
6 参数扫描分析 26
6.1 创建介质圆柱体 26
6.2 添加参数扫描分析设置 27
6.3运行参数扫描分析 27
6.4参数扫描分析结果 27
7 结论 29
致 谢 31
参 考 文 献 32
1 绪论
1.1研究背景
目前，作为广泛应用于工程和数学问题的一种通用方法，有限元法已非常著名。有限元方法，有限元的思想最早由Courant于1943年提出，五十年代初期,由于工程分析的需要，有限元方法在复杂的航空结构分析中最先得到应用，而有限元法(Finite Element Method)则由Clough于1960年在其著作中首先提出。1965年,Winslow首先将有限元方法应用于电气工程问题，其后，1969年，Silvester将有限元方法推广应用于时谐电磁场问题,发展至今,在电气工程领域，有限元方法已经成为各类电磁场、电磁波工程问题定量分析与优化所涉及的主导数值计算方法，并且无一例外的是构成各种先进、实用计算软件包基础。大量科技文献与商业化软件的出现表明，在电磁学相关领域，有限元理论已经趋向成熟。