ESTUDO DO MÉTODO DE DIFERENÇAS FINITAS NO DOMÍNIO DO TEMPO PARA USO EM SIMULAÇÃO DE PROPAGAÇÃO DE ONDAS ELETROMAGNÉTICAS EM METAMATERIAIS

Daniel Lino Campos Santos; Welyson Tiano do Santos Ramos

Título do Trabalho

Autores

Daniel Lino Campos Santos
Welyson Tiano do Santos Ramos

Modalidade

Resumo da Graduação (Ensino, Pesquisa, Extensão ou Creditação da Extensão)

Área temática

Engenharias

Data de Publicação

20/03/2024

País da Publicação

Brasil

Idioma da Publicação

Português

Página do Trabalho

https://www.even3.com.br/anais/sintegra/736812-estudo-do-metodo-de-diferencas-finitas-no-dominio-do-tempo-para-uso-em-simulacao-de-propagacao-de-ondas-eletromag

ISBN

978-65-272-0387-2

Palavras-Chave

metamateriais; ondas eletromagnéticas; método FDTD; Python.

Resumo

O método das diferenças finitas no domínio do tempo, mais conhecido pela sigla FDTD, do inglês Finite-Difference Time-Domain, é muito utilizado para estudar problemas em eletromagnetismo, como os que envolvem a propagação de ondas eletromagnéticas. Este método tem se mostrado de grande relevância em estudos envolvendo meios compostos, denominados metamateriais, notáveis por suas estruturas, comportamentos e propriedades exóticas, que não são observados naturalmente, tais como, permeabilidade magnética e permissividade elétrica negativas. Com o objetivo de desenvolver um algoritmo baseado em FDTD para investigar a propagação de ondas eletromagnéticas em metamateriais e explorar suas aplicações em tecnologias inovadoras. Foram desenvolvidos softwares capazes de simular a propagação de ondas eletromagnéticas para estudar seu comportamento em meios metamateriais. As simulações foram realizadas através da linguagem de programação Python, Versão 3.10, fazendo uso das bibliotecas Numpy, Math, Matplotlib e Numba. Foram simulados a propagação de pulsos eletromagnéticos sobre uma superfície cilíndrica dielétrica, tanto em 2D quanto em 3D. O desenvolvimento numérico encontra-se em estágio inicial. Inicialmente, os esforços foram concentrados na implementação de uma camada de casamento perfeito (PML) com o objetivo de minimizar reflexões indesejadas nos limites do domínio de simulação. A implementação inicial demonstrou resultados promissores. Na fase atual do projeto, a ênfase está na resolução das equações de Maxwell para ondas eletromagnéticas em meios metamateriais. Especificamente, a pesquisa envolve o estudo da propagação de ondas em um cilindro dielétrico com a possibilidade de variar seus parâmetros. No entanto, desafios estão sendo enfrentados na implementação de parâmetros com valores negativos, que são característicos de metamateriais. Para os valores positivos dos parâmetros, os resultados obtidos são consistentes com a literatura existente, o que reforça a validade da implementação até o momento e indica a continuidade do progresso na pesquisa. O método FDTD se destaca como uma abordagem simples e promissora para o desenvolvimento de software em Python, visando a análise da propagação de ondas eletromagnéticas em meios metamateriais. Além disso, o Python é uma linguagem de código aberto que oferece uma ampla gama de bibliotecas disponíveis, tornando-a altamente adequada para o desenvolvimento de algoritmos voltados para problemas de eletromagnetismo.

Título do Evento: IX Semana da Integração da UFVJM: Ensino, Pesquisa e Extensão
Cidade do Evento: Diamantina
Título dos Anais do Evento: Anais da Semana de Integração: Ensino, Pesquisa e Extensão da UFVJM
Nome da Editora: Even3
Meio de Divulgação: Meio Digital

Como citar

SANTOS, Daniel Lino Campos; RAMOS, Welyson Tiano do Santos. ESTUDO DO MÉTODO DE DIFERENÇAS FINITAS NO DOMÍNIO DO TEMPO PARA USO EM SIMULAÇÃO DE PROPAGAÇÃO DE ONDAS ELETROMAGNÉTICAS EM METAMATERIAIS.. In: . Disponível em: https//www.even3.com.br/anais/sintegra/736812-ESTUDO-DO-METODO-DE-DIFERENCAS-FINITAS-NO-DOMINIO-DO-TEMPO-PARA-USO-EM-SIMULACAO-DE-PROPAGACAO-DE-ONDAS-ELETROMAG. Acesso em: 14/05/2025