パート 1: openEMS と EC-FDTD 手法の概要
1. openEMS の概要
openEMS は、境界条件下で有限差分時間領域法 (FDTD) に基づいて電磁場を解くオープンソース ソフトウェアです。C++ で書かれているため、効率的なパフォーマンスと容易なスケーラビリティが保証されます。openEMS を使用すると、ユーザーはさまざまなシナリオで電磁気の問題をシミュレーション、分析、解決できます。
2. 時間領域差分法 (FDTD) の概要
有限差分時間領域法 (FDTD) は、時間とともに変化する電磁場の問題を解決するために使用される古典的な数値手法です。FDTD は、時間領域と空間領域でマクスウェル方程式の離散化を解くことにより、電磁波の伝播と相互作用を直接シミュレートできます。その主な利点は、直感的で簡潔であり、さまざまな複雑な問題に適用できることです。
3. EC-FDTD法
EC-FDTD (境界条件下の FDTD) は、標準の FDTD メソッドに境界条件処理を追加し、シミュレーションをより正確かつ効率的にします。シミュレーションに FDTD を使用する場合、境界条件をどのように設定するかはシミュレーションの精度と効率に直接影響するため、重要な問題になります。
パート 2: openEMS の基本アーキテクチャとコア コード
1. openEMSの基本アーキテクチャ
openEMS はモジュール設計を採用しており、その主なコンポーネントは次のとおりです。
- メイン制御モジュール: ユーザー入力の処理とシミュレーション プロセスの駆動を担当します。
- FDTD コア エンジン: FDTD 計算の実行を担当します。
- 境界処理モジュール: EC-FDTD に境界条件を実装します。
- 出力モジュール: ユーザーがシミュレーション結果を分析できるように、さまざまな出力形式を提供します。