Desenvolvimento de um ambiente computacional para um simulador eletromagnético baseado no método FDTD

Detalhes bibliográficos
Ano de defesa: 2013
Autor(a) principal: Ferreira, Adriano da Silva, 1984-
Orientador(a): Não Informado pela instituição
Banca de defesa: Não Informado pela instituição
Tipo de documento: Dissertação
Tipo de acesso: Acesso aberto
Idioma: por
Instituição de defesa: [s.n.]
Programa de Pós-Graduação: Não Informado pela instituição
Departamento: Não Informado pela instituição
País: Não Informado pela instituição
Palavras-chave em Português:
Eletromagnetismo - Computação
Diferenças finitas
Computação gráfica
Visualização da informação
Software livre
Eletromagnetism - Computing
Finite differences
Computer graphics
Information visualization
Free software
Link de acesso: https://hdl.handle.net/20.500.12733/1621966
Resumo: Orientadores: Hugo Enrique Hernandez Figueroa, Marli de Freitas Gomes Hernandez
id UNICAMP-30_dff8bd6712bf7c1d528a5d95734f1312
oai_identifier_str oai::920830
network_acronym_str UNICAMP-30
network_name_str Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da Universidade Estadual de Campinas (UNICAMP)
repository_id_str
spelling Desenvolvimento de um ambiente computacional para um simulador eletromagnético baseado no método FDTDDevelopment of a computational environment for an electromagnetic simulator based on FDTD methodEletromagnetismo - ComputaçãoDiferenças finitasComputação gráficaVisualização da informaçãoSoftware livreEletromagnetism - ComputingFinite differencesComputer graphicsInformation visualizationFree softwareOrientadores: Hugo Enrique Hernandez Figueroa, Marli de Freitas Gomes HernandezDissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Elétrica e de ComputaçãoResumo: Este trabalho tem por objetivo desenvolver um ambiente computacional livre para o software MEEP (MIT Electromagnetic Equation Propagation), um simulador eletromagnético de código aberto baseado no método das Diferenças Finitas no Domínio do Tempo (Finite-Difference Time-Domain - FDTD). Este ambiente computacional foi implementado sob o paradigma de Programação Orientada à Objetos, através da linguagem de programação Java, e estruturado em Préprocessamento (configuração do cenário da simulação eletromagnética), Processamento (aplicação do FDTD no cenário configurado) e Pós-processamento (análise e visualização dos resultados da simulação), com o propósito de prover novas funcionalidades para o Préprocessamento e o Pós-processamento do MEEP. Através do VTK (Visualization Toolkit), um software de Visualização e Computação Gráfica Tridimensional, buscou-se implementar requisitos geométricos e gráficos ausentes no Pré-processamento do MEEP com o desenvolvimento de funcionalidades para leitura de arquivos gráficos e construção de modelos geométricos de cristais fotônicos pré-definidos, e com o desenvolvimento de mecanismos eficientes de geração, interação e visualização de objetos gráficos. Utilizou-se, do VTK, funcionalidades para leituras de arquivos STL (Standard Tessellation Language) e Wavefront OBJ, ambos fornecedores de geometrias, e implementou-se um importador de arquivos CAD (Computer-Aided Design), de formato DXF (Drawing Exchange Format), que fornece dados de geometrias e de materiais. O objetivo é prover uma interface gráfica de usuário para possibilitar e facilitar, através da inserção automática e visualização de objetos gráficos, a configuração de cenários mais elaborados nas simulações eletromagnéticas, em oposição ao mecanismo de scripting em linguagens de programação específicas disponíveis nas versões atuais do MEEP. Após executar o estágio de Processamento, o MEEP gera dois arquivos de saída, ambos em formato HDF5, que representam a geometria discretizada e o resultado dos cálculos da simulação. Softwares como MATLAB®, HDFView ou H5utils (ferramenta livre desenvolvida pelo próprio grupo do MEEP) podem manipular arquivos HDF5. Entretanto, essas ferramentas carecem de funcionalidades que permitem análises mais elaboradas e detalhadas em Pós-processamento, oferecendo mecanismos muito simples e limitados para a realização de cortes em geometrias e animação de simulações. Neste sentido, objetiva-se, com este ambiente computacional, contribuir com um Pós-processamento capaz de realizar cortes através de planos posicionados, arbitrariamente, em geometrias tridimensionais simuladas e gerar animações bidimensionais de propagação de ondas eletromagnéticas em simulações bidimensionais e tridimensionais, tomando, como base, os softwares H5utils e VTKAbstract: This work aims the development of a free computational environment for the software MEEP (MIT Electromagnetic Equation Propagation), an open-source electromagnetic simulator based on Finite-Difference Time-Domain (FDTD) method. This computational environment has been implemented under the Object Oriented Programming paradigm using Java programming language, and it is structured in Preprocessing (configuration of electromagnetic simulation scenario), Processing (execution of the FDTD on defined scenario) and Post-processing (analysis and visualization of simulation results), with the purpose of providing new functionalities of Pre-processing and Postprocessing for the MEEP. Through the VTK (Visualization Toolkit), a 3D Visualization and Computer Graphics software system, we have implemented geometrical and graphical requirements missing in MEEP's Pre-processing with the development of features for reading graphics files and for building of geometrical pre-defined photonic crystals models, and with the development of efficient mechanisms for generation, interaction and displaying of graphics objects. We used VTK features for reading STL (Standard Tessellation Language) and Wavefront OBJ files, both suppliers of geometries, and we implemented a CAD file importer (Computer-Aided Design), based on DXF format (Drawing Exchange Format), which provides geometrical and material data. The goal is to provide a graphical user interface to enable and facilitate, through automatic insertion and visualization of graphical objects, the configuration of more elaborate scenarios in electromagnetic simulations, as opposed to the scripting engine in specific programming languages available in the current versions of MEEP. After executing the Processing stage, MEEP generates two output files, both in HDF5 format, which represent the discretized geometry and the calculation result of the simulation. Softwares such as MATLAB®, HDFView or H5utils (free tool developed by the MEEP's group) can manipulate HDF5 files. However, these tools lack features that allow more elaborate and detailed analysis in Post-processing, offering very simple and x limited mechanisms for making cuts in geometries and animation simulations. In this sense, the objective is, with this computing environment, to contribute with a Post-processing system able to perform cuts through arbitrary plans in three-dimensional simulated geometries and to generate two-dimensional animations of propagation of electromagnetic waves in two and three-dimensional simulations, based on H5utils and VTK softwaresMestradoTelecomunicações e TelemáticaMestre em Engenharia Elétrica[s.n.]Hernández-Figueroa, Hugo Enrique, 1959-Hernandez, Marli de Freitas Gomes, 1959-Kyotoku, Bernardo de Barros CorreiaGabrielli, Lucas HeitzmannUniversidade Estadual de Campinas. Faculdade de Engenharia Elétrica e de ComputaçãoPrograma de Pós-Graduação em Engenharia ElétricaUNIVERSIDADE ESTADUAL DE CAMPINASFerreira, Adriano da Silva, 1984-20132013-06-12T00:00:00Zinfo:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/masterThesisapplication/pdf127 p. : il.https://hdl.handle.net/20.500.12733/1621966FERREIRA, Adriano da Silva. Desenvolvimento de um ambiente computacional para um simulador eletromagnético baseado no método FDTD. 2013. 127 p. Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Elétrica e de Computação, Campinas, SP. Disponível em: https://hdl.handle.net/20.500.12733/1621966. Acesso em: 15 mai. 2024.https://repositorio.unicamp.br/acervo/detalhe/920830porreponame:Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da Universidade Estadual de Campinas (UNICAMP)instname:Universidade Estadual de Campinas (UNICAMP)instacron:UNICAMPinfo:eu-repo/semantics/openAccess2017-02-18T07:13:43Zoai::920830Biblioteca Digital de Teses e DissertaçõesPUBhttp://repositorio.unicamp.br/oai/tese/oai.aspsbubd@unicamp.bropendoar:2017-02-18T07:13:43Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da Universidade Estadual de Campinas (UNICAMP) - Universidade Estadual de Campinas (UNICAMP)false
dc.title.none.fl_str_mv Desenvolvimento de um ambiente computacional para um simulador eletromagnético baseado no método FDTD
Development of a computational environment for an electromagnetic simulator based on FDTD method
title Desenvolvimento de um ambiente computacional para um simulador eletromagnético baseado no método FDTD
spellingShingle Desenvolvimento de um ambiente computacional para um simulador eletromagnético baseado no método FDTD
Ferreira, Adriano da Silva, 1984-
Eletromagnetismo - Computação
Diferenças finitas
Computação gráfica
Visualização da informação
Software livre
Eletromagnetism - Computing
Finite differences
Computer graphics
Information visualization
Free software
title_short Desenvolvimento de um ambiente computacional para um simulador eletromagnético baseado no método FDTD
title_full Desenvolvimento de um ambiente computacional para um simulador eletromagnético baseado no método FDTD
title_fullStr Desenvolvimento de um ambiente computacional para um simulador eletromagnético baseado no método FDTD
title_full_unstemmed Desenvolvimento de um ambiente computacional para um simulador eletromagnético baseado no método FDTD
title_sort Desenvolvimento de um ambiente computacional para um simulador eletromagnético baseado no método FDTD
author Ferreira, Adriano da Silva, 1984-
author_facet Ferreira, Adriano da Silva, 1984-
author_role author
dc.contributor.none.fl_str_mv Hernández-Figueroa, Hugo Enrique, 1959-
Hernandez, Marli de Freitas Gomes, 1959-
Kyotoku, Bernardo de Barros Correia
Gabrielli, Lucas Heitzmann
Universidade Estadual de Campinas. Faculdade de Engenharia Elétrica e de Computação
Programa de Pós-Graduação em Engenharia Elétrica
UNIVERSIDADE ESTADUAL DE CAMPINAS
dc.contributor.author.fl_str_mv Ferreira, Adriano da Silva, 1984-
dc.subject.por.fl_str_mv Eletromagnetismo - Computação
Diferenças finitas
Computação gráfica
Visualização da informação
Software livre
Eletromagnetism - Computing
Finite differences
Computer graphics
Information visualization
Free software
topic Eletromagnetismo - Computação
Diferenças finitas
Computação gráfica
Visualização da informação
Software livre
Eletromagnetism - Computing
Finite differences
Computer graphics
Information visualization
Free software
description Orientadores: Hugo Enrique Hernandez Figueroa, Marli de Freitas Gomes Hernandez
publishDate 2013
dc.date.none.fl_str_mv 2013
2013-06-12T00:00:00Z
dc.type.status.fl_str_mv info:eu-repo/semantics/publishedVersion
dc.type.driver.fl_str_mv info:eu-repo/semantics/masterThesis
format masterThesis
status_str publishedVersion
dc.identifier.uri.fl_str_mv https://hdl.handle.net/20.500.12733/1621966
FERREIRA, Adriano da Silva. Desenvolvimento de um ambiente computacional para um simulador eletromagnético baseado no método FDTD. 2013. 127 p. Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Elétrica e de Computação, Campinas, SP. Disponível em: https://hdl.handle.net/20.500.12733/1621966. Acesso em: 15 mai. 2024.
url https://hdl.handle.net/20.500.12733/1621966
identifier_str_mv FERREIRA, Adriano da Silva. Desenvolvimento de um ambiente computacional para um simulador eletromagnético baseado no método FDTD. 2013. 127 p. Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Elétrica e de Computação, Campinas, SP. Disponível em: https://hdl.handle.net/20.500.12733/1621966. Acesso em: 15 mai. 2024.
dc.language.iso.fl_str_mv por
language por
dc.relation.none.fl_str_mv https://repositorio.unicamp.br/acervo/detalhe/920830
dc.rights.driver.fl_str_mv info:eu-repo/semantics/openAccess
eu_rights_str_mv openAccess
dc.format.none.fl_str_mv application/pdf
127 p. : il.
dc.publisher.none.fl_str_mv [s.n.]
publisher.none.fl_str_mv [s.n.]
dc.source.none.fl_str_mv reponame:Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da Universidade Estadual de Campinas (UNICAMP)
instname:Universidade Estadual de Campinas (UNICAMP)
instacron:UNICAMP
instname_str Universidade Estadual de Campinas (UNICAMP)
instacron_str UNICAMP
institution UNICAMP
reponame_str Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da Universidade Estadual de Campinas (UNICAMP)
collection Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da Universidade Estadual de Campinas (UNICAMP)
repository.name.fl_str_mv Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da Universidade Estadual de Campinas (UNICAMP) - Universidade Estadual de Campinas (UNICAMP)
repository.mail.fl_str_mv sbubd@unicamp.br
_version_ 1799139952485728256

Registros relacionados