Error Estimation in Computational Electromagnetics and Impact on Accuracy: Adaptive Mesh Refinement for the Method of Moments
2025 (English)Independent thesis Advanced level (degree of Master (Two Years)), 20 credits / 30 HE credits
Student thesisAlternative title
Feluppskattning inom beräkningsbaserad elektromagnetism och dess påverkan på noggrannheten : Adaptiv meshförfining för Method of Moments (Swedish)
Abstract [en]
The rapid development of wireless technologies necessitates highly integrated antennas tailored for specific use cases. Designing such antennas requires multiple iterations using electromagnetic field solvers to ensure optimal performance in the final product. Improving the efficiency of these simulation models is critical for accelerating development and reducing time-to-market. This thesis explores methods to enhance the efficiency of a solver based on the Method of Moments with the Rao-Wilton-Glisson basis function by selectively refining the numerical solution (i.e., the mesh) in areas with the highest estimated error. Several error estimation methods, ranging from simple heuristics to advanced dual-space calculations, are introduced and evaluated. By comparing these methods against uniform mesh refinement, the study provides insights into error distribution within antenna structures and highlights the limitations of each approach. Ultimately, this research contributes to the development of faster and more efficient simulation techniques for antenna design, paving the way for improved wireless technologies.
Abstract [sv]
Den snabba utvecklingen av trådlös teknik kräver integrerade antenner som är skräddarsydda för specifika användningsfall. Att designa sådana antenner kräver flera iterationer med elektromagnetiska simuleringsverktyg för att säkerställa optimal prestanda i slutprodukten. Att förbättra effektiviteten hos dessa simuleringsverktyg är avgörande för att påskynda utvecklingen och minska tiden till marknaden. Den här avhandlingen utforskar metoder för att förbättra effektivite- ten hos en frekvensdomänslösare baserad på Method of Moments med Rao-Wilton-Glisson-basfunktionen genom att selektivt förfina den diskreta geometriska representationen i områden med de högsta uppskattade felet. Flera feluppskattningsmetoder, allt från enkla heuristiker till avancerade dubbelrumsberäkningar, introduceras och utvärderas. Genom att jämföra dessa metoder med likformig förfining av den diskreta representationen ger studien insikter i felfördelning inom antennstrukturer och belyser begränsningarna för varje metod. I slutändan bidrar denna forskning till utvecklingen av snabbare och mer effektiva simuleringstekniker för antenndesign, vilket banar väg för förbättrad trådlös teknik.
Place, publisher, year, edition, pages
2025. , p. 83
Series
TRITA-EECS-EX ; 2025:76
Keywords [en]
Method of moments, Rao-Wilton-Glisson, Error estimation, Adaptive mesh refinement, GMSH, Numerical electromagnetics
Keywords [sv]
Method of moments, Rao-Wilton-Glisson, Feluppskattning, Selektivt Nätför- fining, GMSH, Numerisk Elektromagnetik
National Category
Electrical Engineering, Electronic Engineering, Information Engineering
Identifiers
URN: urn:nbn:se:kth:diva-362118OAI: oai:DiVA.org:kth-362118DiVA, id: diva2:1950557
Supervisors
Examiners
2025-04-232025-04-082025-04-23Bibliographically approved