Time-Domain Finite Element Methods for Maxwell's Equations in Metamaterials

هدف این کتاب ارائه مقدمه ای به روز در مورد روش های المان محدود حوزه زمان برای معادلات ماکسول شامل فرامواد است. از زمان اولین ساخت موفق یک متاماده با گذردهی منفی و نفوذپذیری در سال 2000، مطالعه فرامواد توجه قابل توجهی را از سوی محققان در بسیاری از رشته ها به خود جلب کرده است. به لطف تلاش های عظیم مهندسان و فیزیکدانان، فرامواد کاربردهای بالقوه زیادی در طراحی آنتن و رادار، تصویربرداری زیر طول موج و طراحی پوشش نامرئی ارائه می دهند. از این رو شبیه‌سازی کارآمد پدیده‌های الکترومغناطیسی در فرامواد به موضوعی بسیار مهم تبدیل شده است و موضوع این کتاب است که در آن معادلات مدل‌سازی فراماده‌ای مختلف معرفی و به صورت ریاضی توجیه شده‌اند. توسعه و اجرای عملی روش‌های المان محدود لبه برای معادلات ماکسول فراماده تمرکز اصلی کتاب است. این کتاب با برخی شبیه‌سازی‌های جالب مانند انتشار موج به عقب و پنهان‌سازی دامنه زمانی با متامتریال به پایان می‌رسد.

The purpose of this book is to provide an up-to-date introduction to the time-domain finite element methods for Maxwell’s equations involving metamaterials. Since the first successful construction of a metamaterial with both negative permittivity and permeability in 2000, the study of metamaterials has attracted significant attention from researchers across many disciplines. Thanks to enormous efforts on the part of engineers and physicists, metamaterials present great potential applications in antenna and radar design, sub-wavelength imaging, and invisibility cloak design. Hence the efficient simulation of electromagnetic phenomena in metamaterials has become a very important issue and is the subject of this book, in which various metamaterial modeling equations are introduced and justified mathematically. The development and practical implementation of edge finite element methods for metamaterial Maxwell’s equations are the main focus of the book. The book finishes with some interesting simulations such as backward wave propagation and time-domain cloaking with metamaterials.