HPC technologie pro simulaci difrakce elektromagnetických vln na sférických překážkách

Abstract

Sférická těla dobře aproximují různé skutečné objekty. Maxwellovy rovnice jsou zase jednou ze základních ve fyzice, protože se používají v obrovském rozsahu aplikovaných problémů. Problém difrakce elektromagnetických vln koulí hraje zásadní roli v teorii šíření vln podél zemského povrchu. . Problém difrakce elektromagnetické vlny koulí je klíčovým problémem v elektrodynamice. Byl získán systém rovnic, který popisuje difrakci elektromagnetické vlny dopadající roviny na kulovém povrchu daného poloměru. V této práci je implementováno obecné řešení Maxwellových rovnic ve sférických souřadnicích. Pomocí různých paralelních technologií bylo implementováno několik různých verzí numerického řešení. Byly provedeny experimenty, získané výsledky a analyzovány.

PUZANKOVA, Anastasiia: HPC technologies for simulation of diffraction of electromagnetic waves by spherical obstacles. [Master’s Thesis] – Czech Technical University in Prague. Faculty of Electrical Engineering, Department of Computer Science. Supervisor: Ing. Miroslav Bureš, Ph.D. Various real objects are well approximated by spherical bodies. Maxwell's equations, in turn, are also one of the fundamental in physics, as they are used in a huge range of applied problems The problem of diffraction of electromagnetic waves by a sphere plays an essential role in the theory of wave propagation along the Earth's surface. The problem of diffraction of an electromagnetic wave by a sphere is a key problem in electrodynamics. A system of equations that describes the diffraction of an incident plane electromagnetic wave on a spherical surface of a given radius was obtained. In this work general solution to the Maxwell equations in spherical coordinates is implemented. Several different versions of the numerical solution were implemented using parallel technologies. Experiments were carried out, results obtained, and analyzed.