Método de momentos basado en problema periódico equivalente y FFT con superficies NURBS para el análisis de estructuras periódicas multicapa
Autores: Florencio, Rafael; Somolinos, Álvaro; González, Iván; Cátedra, Felipe
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2020
Acceso abierto
Artículo científico
2020
Método de momentos basado en problema periódico equivalente y FFT con superficies NURBS para el análisis de estructuras periódicas multicapa
Categoría
Ingeniería y Tecnología
Subcategoría
Ingeniería Eléctrica y Electrónica
Palabras clave
Técnica eficiente
Método de momentos
Estructuras periódicas multicapa
Superficie NURBS
Parches de Bézier
Convoluciones discretas
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 22
Citaciones: Sin citaciones
En este documento, se propone una técnica eficiente para el cálculo de las entradas de la matriz del método de momentos (MM) para estructuras periódicas multicapa con superficies NURBS y modelado de parches de Bézier. Se propone una aproximación en términos de pulsos constantes de funciones de base generalizadas de techo definidas en parches de Bézier. Esta aproximación conduce a convoluciones discretas en lugar de la convolución continua habitual entre las funciones de Green y las funciones de base obtenidas mediante la ecuación integral de potencial mixto directo (MPIE). Se propone un problema periódico equivalente (EPP) que contiene el problema original para transformar las convoluciones discretas en convoluciones cíclicas discretas. Las convoluciones cíclicas discretas resultantes se calculan utilizando eficientemente el procedimiento de Transformada Rápida de Fourier (FFT). Se compara el rendimiento del método propuesto y el cálculo directo de las entradas de la matriz del MM para las fases del coeficiente de reflexión. El método propuesto es entre 9 y 50 veces más rápido que el cálculo directo para errores de fase inferiores a 1 grado. El método propuesto muestra un comportamiento de consumo de tiempo de CPU de O(NLog10N) a medida que aumenta el número N de funciones de base. Este comportamiento proporciona ahorros significativos de tiempo de CPU en comparación con el comportamiento esperado de O(N) proporcionado por el cálculo directo de las entradas de la matriz del MM.
Descripción
En este documento, se propone una técnica eficiente para el cálculo de las entradas de la matriz del método de momentos (MM) para estructuras periódicas multicapa con superficies NURBS y modelado de parches de Bézier. Se propone una aproximación en términos de pulsos constantes de funciones de base generalizadas de techo definidas en parches de Bézier. Esta aproximación conduce a convoluciones discretas en lugar de la convolución continua habitual entre las funciones de Green y las funciones de base obtenidas mediante la ecuación integral de potencial mixto directo (MPIE). Se propone un problema periódico equivalente (EPP) que contiene el problema original para transformar las convoluciones discretas en convoluciones cíclicas discretas. Las convoluciones cíclicas discretas resultantes se calculan utilizando eficientemente el procedimiento de Transformada Rápida de Fourier (FFT). Se compara el rendimiento del método propuesto y el cálculo directo de las entradas de la matriz del MM para las fases del coeficiente de reflexión. El método propuesto es entre 9 y 50 veces más rápido que el cálculo directo para errores de fase inferiores a 1 grado. El método propuesto muestra un comportamiento de consumo de tiempo de CPU de O(NLog10N) a medida que aumenta el número N de funciones de base. Este comportamiento proporciona ahorros significativos de tiempo de CPU en comparación con el comportamiento esperado de O(N) proporcionado por el cálculo directo de las entradas de la matriz del MM.