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INIZIO_TESTO_DA_INDICIZZARE

PROGRAMMA DI RICERCA 2004

italiano - english
Unità di Ricerca
Programmi di ricerca simili:
Classificazione scientifico-disciplinare
Classificazione brevettuale
  • ELECTRICITY
    • BASIC ELECTRIC ELEMENTS
      • WAVEGUIDES; RESONATORS, LINES, OR OTHER DEVICES OF THE WAVEGUIDE TYPE (operating at optical frequencies G02B; aerials H01Q; [N: modulating electromagnetic waves in transmission line, waveguide, cavity resonator or radiation field of aerial H03C7/02]; networks comprising lumped impedance elements H03H)
  • PHYSICS
    • COMPUTING; CALCULATING; COUNTING (score computers for games A63; combinations of writing applicances with computing devices B43K29/08)
      • ANALOGUE COMPUTERS (analogue optical computing devices G06E3/00)
    • MEASURING (counting G06M); TESTING
      • GEOPHYSICS; GRAVITATIONAL MEASUREMENTS; DETECTING MASSES OR OBJECTS (detecting or locating foreign bodies for diagnostic, surgical or person-identification purposes A61B; means for indicating the location of accidentally buried, e.g. snow-buried persons A63B29/02; investigating or analysing earth materials by determining their chemical or physical properties G01N; measuring electric or magnetic variables in general, other than direction or magnitude of the earth\'s field G01R; electronic or nuclear magnetic resonance arrangements G01R33/20; radar, sonar or analogous methods in general, detecting masses or objects involving these methods G01S)
Classificazione geografica
Bibliografia
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[18] M. Marrone, "Computational Aspects of the Cell Method in Electrodynamics", Progress in Electromagnetic Research, PIER 32, pp. 317-356, 2001.
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[20] M. Marrone, "The Equivalence Between Cell Method, FDTD and FEM", Proceedings of CEM 2002, Bournemouth, UK, 8-11 April 2002.
[21] F. Bellina, P. Bettini, E. Tonti, F. Trevisan, "Finite Formulation for the Solution of a 2D Eddy Current Problem", IEEE Trans. on Magnetics, Vol. 38 (2002), pp.561-564
[22] P. Bettini, F. Trevisan, "Electrostatic Analysis for plane problems with Finite Formulation", IEEE Trans. on Magnetics, Vol. 39, N.3 (2003), pp. 1127-1130
[23] M. Repetto, F. Trevisan, "3D Magnetostatic with the Finite Formulation”, IEEE Transactions on Magnetics, Vol. 39, No. 3 (2003), pp. 1135-1138.
[24] M. Marrone, A.M.F. Frasson, H.E.H. Figueroa, "A Novel Numerical Approach for Electromagnetic Scattering: The Cell Method", proc. of IEEE APS International Symposium on Antennas and Propagation, 16-21 June, 2002.
[25] M. Repetto, F. Trevisan, “Global formulation of 3D magnetostatics using flux and gauged potentials”, International Journal for Numerical Methods in Engineering, Vol 60, Issue 2 .
[26] E. Serra, F. Trevisan, “The Cell Method for the solution of 3D Non Linear Magnetostatic”, proc. of IGTE conference, Graz 2002, pp. 120-125.
[27] F. Trevisan, “3D Eddy Currents Analysis with the Cell Method for NDE Problems”, in press on IEEE Transaction on Magnetics Vol. 40, No. 2 (2004).
[28] F. Trevisan, L. Kettunen, "Geometric interpretation of discrete approaches to solving Magnetostatics", in press on IEEE Transaction on Magnetics Vol. 40, No. 2, (2004).
[29] I.E. Lager, E. Tonti, A.T. de Hoop, G. Mur, M. Marrone, "Finite formulation and domain-integrated field relations in electromagnetics - a synthesis", IEEE Trans. on Magnetics ,Vol. 39 (2003), pp.1199-1202.
Parole Chiave
CALCOLO CAMPI ELETTRICI E MAGNETICI; METODI NUMERICI; APPROCCI GEOMETRICI PER LE EQUAZIONI COSTITUTIVE; CORRENTI INDOTTE; PROPAGAZIONE ELETTROMAGNETICA; ACCOPPIAMENTO DI MODELLI CAMPISTICI DISCRETI CON MODELLI CIRCUITALI; PROBLEMI ELETTROMECCANICI

Sviluppo di formulazioni discrete per la modellazione di dispositivi elettromagnetici complessi e per problemi "multi-physics ".

Università degli Studi di Udine
Abstract
Il presente programma di ricerca prende le mosse dal PRIN 2002 "Implementazione numerica di una formulazione finita dell'elettromagnetismo e analisi comparativa con approcci differenziali e integrali discretizzati", coordinato a livello nazionale dal Prof. Giorgio Molinari. A seguito dei positivi e incoraggianti risultati ottenuti, è apparso di grande interesse estendere l'analisi e la valutazione delle proprietà della formulazione finita dell'elettromagnetismo a casi di maggiore complessità, che non è stato possibile approfondire nel precedente progetto, ma che presentano grande interesse applicativo.

Per quanto riguarda gli approfondimenti teorici, uno sforzo rilevante sarà dedicato ad una linea di ricerca relativa ai metodi geometrici per la derivazione delle equazioni costitutive discrete dell'elettromagnetismo per reticoli tridimensionali strutturati e non strutturati, allo studio di formulazioni innovative, nel tempo e in frequenza, per la soluzione di problemi di correnti indotte e di propagazione elettromagnetica, allo studio della stabilità numerica ed alla verifica dell'ordine di convergenza. Tali indagini teoriche saranno coordinate dall'Unità di Udine.

I codici numerici sviluppati potranno consentire significativi miglioramenti delle attuali tecniche di simulazione elettromagnetica in settori di crescente importanza a livello industriale, come quelli delle tecnologie elettriche, elettroniche o delle telecomunicazioni, ma anche in >>>

Coordinatore Scientifico del Programma di Ricerca
Andrea STELLA Università degli Studi di UDINE
Obiettivo del Programma di Ricerca
Il presente programma di ricerca prende le mosse dal PRIN 2002 "Implementazione numerica di una formulazione finita dell'elettromagnetismo e analisi comparativa con approcci differenziali e integrali discretizzati", coordinato a livello nazionale dal Prof. Giorgio Molinari. Tale ricerca si avvia a conclusione, nei tempi previsti, dopo aver sviluppato tutti i temi indicati nel progetto. A seguito dei positivi e incoraggianti risultati già ottenuti, appare molto interessante ed opportuno estendere l'analisi e la valutazione delle proprietà della formulazione finita dell'elettromagnetismo tramite il metodo delle celle a casi di maggiore complessità, che non è stato possibile approfondire nel precedente progetto ma che possono presentare rilevante interesse applicativo nell'ambito dei settori tecnologici in rapida crescita. In base a tali considerazioni si è convenuto sull'opportunità di elaborare una nuova proposta, cui partecipano tutte le unità presenti nel precedente programma, gran parte dei ricercatori in essa coinvolti ed anche il precedente coordinatore scientifico nazionale, che mantiene il ruolo di coordinatore della propria unità di ricerca. Il Prof. Enzo Tonti, al quale è dovuta l'applicazione numerica della formulazione finita chiamata Metodo delle Celle (CM), partecipa al progetto come membro dell'Unità di Udine.

Uno sforzo rilevante verrà dedicato agli approfondimenti teorici di una linea di ricerca relativa ai metodi geometrici per la derivazione >>>

Risultati parziali attesi
I risultati attesi dalla Fase 1 del programma di ricerca sono di tipo sia teorico che implementativi.
Per quanto riguarda i primi ci si aspetta che, al termine della Fase 1, sia disponibile una base teorica sufficiente per la pubblicazione di risultati innovativi in sede di conferenze internazionali e affermate riviste del settore.
I risultati delle ricerche relative ai punti 4.1) e 5.1), costituiranno la base di partenza teorica per l'implementazione numerica del CM per la soluzione di problemi elettromagnetici accoppiati, che sarà portata avanti nella seconda fase.
Per quanto riguarda l'implementazione numerica del CM in ambito elettromagnetico, ci si attende che le attività relative ai punti 2.2)-2.4) e 3.2)-3.3) siano alla base dello sviluppo dei codici numerici di elevata efficienza per la soluzione di problemi applicativi sia di correnti indotte che di propagazione elettromagnetica in strutture 2D e 3D.Anche i risultati attesi dalla Fase 2 del programma di ricerca sono di tipo sia teorico che implementativi.
Per quanto riguarda gli aspetti teorici, è ipotizzabile che al termine della Fase 2 siano state sviluppate delle metodologie originali, sufficientemente mature per la pubblicazione in sede di conferenze internazionali e affermate riviste del settore.
Per quanto riguarda lo sviluppo di software è da attendere che le linee di ricerca 2) e 3) portino alla realizzazione di codici ad alte prestazioni nell'ambito dei problemi >>>

Durata
24 mesi
Base di partenza scientifica nazionale o internazionale
Il carattere innovativo ed avanzato dei risultati ottenuti nel precedente progetto di ricerca PRIN 2002 è ampiamente dimostrato dalla positiva accoglienza da parte della comunità scientifica internazionale, anche documentata dai numerosi lavori sviluppati nell'ambito di tale progetto, e rappresenta un forte stimolo ad approfondimenti in una serie di direzioni esplorate solo a livello iniziale o non ancora adeguatamente approfondite. La base di partenza scientifica per la presente proposta di ricerca si articola in:
a) patrimonio conoscitivo dello stato dell'arte nella comunità scientifica;
b) risultati conseguiti e competenze acquisite nel corso del precedente progetto.

a) Patrimonio conoscitivo dello stato dell'arte nella comunità scientifica

La modellistica matematica dei problemi fisici "del continuo" di interesse applicativo ha una sistematizzazione consolidata a livello internazionale basata sulla descrizione mediante grandezze puntuali e formulazioni differenziali dei loro legami.
Negli ultimi decenni, il grande sviluppo delle tecniche di calcolo numerico, e la progressiva riduzione dei costi e dei tempi di esecuzione, ha portato a rinnovato interesse per le tecniche di discretizzazione delle equazioni differenziali, che consentono di ottenere sistemi algebrici di grandi dimensioni come approssimazioni di problemi di campo.
Sono stati così sviluppati numerosi codici di calcolo, basati su diversi metodi di >>>