Açıklama
Kuvazi-statik zaman uzayı sonlu farklar (KS-ZUSF) (ing. quasi-static finite difference time domain, QS-FDTD) yöntemi, ZUSF yönteminin düşük frekans problemler için modifiye edilmiş bir versiyonudur.
Genellikle düşük frekans elektromanyetik problemlerinin çözümünde manyeto-kuvazi-statik (MKS) yaklaşımı uygulanır. Bu yaklaşım, deplasman akımlarının ihmal edilmesiyle bir difüzyon sürecine yol açar. Ancak, Maxwell denklemleri, deplasman akımları tutularak düşük frekanslarda geçerlidir. Bu kapsamda, zaman uzayı sonlu farklar (ZUSF) yöntemi düşük frekans bölgesinde modifiye edilmelidir. Bu modifiye edilmiş ZUSF yönteminde, KS-ZUSF, dalga yayılım hızı, bir dielektirik geçirgenlik ölçekleme tekniğiyle yavaşlatılır. Böylece, KS-ZUSF yöntemi düşük frekans elektromanyetik problemleri için yüksek doğrulukla tam dalga çözümleri sunar.
Aşağıda belirtilen problemler düşük-frekans elektromanyetik problemlere verilebilecek örnekler olup, bu problemlerde elektromanyetik yayılım problemleri tam (exact) olarak QS-FDTD ile çözülebilir.
- Elektromanyetik indüksiyon sistemlerine dayalı araştırmalar,
- Manyetik sensörler,
- Metal dedektörleri,
- Manyetik rezonans görüntüleme,
- Indüksiyon ısıtma,
- Indüksiyon motorları,
- Eddy akımı tahribatsız test sistemleri,
- Elektromanyetik fırlatıcılar,
- Kablosuz güç transferi,
- RFID uygulamaları,
- Kontrollü kaynak elektromanyetik sistemleri
Quasi-static finite difference time domain (QS-FDTD) method is a modified version of the FDTD method for low-frequency problems. Investigations about electromagnetic induction systems, magnetic sensors, metal detectors, magnetic resonance imaging, induction heating, induction motors, Eddy current nondestructive test systems, electromagnetic launchers (coil gun type), wireless power transfer, RFID applications, and controlled source electromagnetic system and so on, address increased number of low-frequency electromagnetic problems. Generally, a magneto-quasi-static (MQS) approximation is applied for the solutions of low-frequency problems in electromagnetics. This approximation leads to a diffusion process with neglecting displacement currents. However, keeping the displacement currents, Maxwell’s equations are valid at low frequencies. In this manner, the finite difference time domain (FDTD) method must be modified at low-frequency regime. In this modified version of the FDTD method, QS-FDTD, keeping the displacement currents, the propagation velocity is slowed down by a material scaling technique for dielectric permittivity. Therefore, the QS-FDTD method presents very accurate full wave solutions for low-frequency electromagnetic induction problems.
