مجید روشنایی - دانشکده فنی و مهندسی
دانشکدۀ مهندسی
گروه آموزشی برق
اطلاعیه دفاع از پایاننامه برای دریافت درجه کارشناسی ارشد در رشته مهندسی برق گرایش کنترل
عنوان:
تحلیل، مدلسازی و بهینهسازی ساختارها و مدارات چند لایه گرافنی با استفاده از روش معادلات انتگرالی
اساتید ممتحن:
دکتر عباس رمضانی
دکتر سید منوچهر حسینی
استاد راهنما:
دکتر حمیدرضا کرمی
استاد مشاور:
دکتر پریسا دهخدا
نگارش:
مجید روشنائی
تاریخ دفاع:
دوشنبه 4/10/96 ساعت 17:30
مکان:
سمینار 2 دپارتمان برق
BU-Ali Sina University
Faculty of engineering
Department of electrical engineering
Thesis Submitted for Master Of Electrical Engineering
Title
Analysis, Modeling and optimization of Graphene-based multilayer structure with numerical methods based on integral equation
Referee:
Abbas Ramezani (Ph. D)
Seyed Manoucher Hoseini (Ph. D)
Supervisor:
HamidReza Karami (Ph. D)
Advisor:
Parisa Dehkhoda (Ph. D)
By:
Majid Roshanaei
Defence Date:
December, 25, 2017
Location:
Seminar 2, Department of electrical engineering
چكيده:
در این پژوهش هدف استفاده از روش معادلات انتگرالی حوزه فرکانس در تحلیل ساختارهای چندلایه و مدارات گرافنی است. بهدلیل خواص منحصر به فرد ماده گرافن مانند تغییرپذیری با فرکانس، دوهمسانگرد بودن و نازک بودن آن (0.34nm)، روشهای مبتنی بر معادلات دیفرانسیلی که در نرمافزارهای رایج همچون HFSS و CST بکار میروند، کارایی خود را در تحلیل چنین ساختارهایی از دست خواهند داد. بنابراین در این پروژه برای اولین بار (از نقطه نظر نویسنده این پژوهش) از روش معادلات انتگرالی برای تحلیل ساختارهای چندلایه و مدارات گرافنی استفاده شده است. در این روش به جای مشبندی کل ساختار تنها بخشهای گرافنی مشبندی شده و از تابع گرین مناسب استفاده میشود تا حجم مجهولات به شدت کاهش یافته و سرعت انجام محاسبات افزایش یابد. همچنین امکان بهینهسازی برای ساختارهای چندلایه و مدارات گرافنی را به وجود میآورد. تحقق این موضوع از آن جهت است که در روش پیشنهادی سرعت انجام محاسبات به شدت افزایش مییابد، در نتیجه میتوان آزمایشهای بیشتری را در زمان کمتری انجام داد بنابراین امکان رسیدن به یک جواب بهینه در زمان کمتر را محقق میسازد.
در این تحقیق از این روش برای تحلیل نانو-آنتن گرافنی با شکل دلخواه در رنج فرکانسی تراهرتز استفاده شد. در روش پیشنهادی، از تحلیل ممان حوزه فرکانس برای حل معادلات انتگرالی پتانسیل مختلط استفاده شد. معادلات انتگرالی مورد نیاز در این روش از پیوستگی مولفه مماسی میدان الکتریکی روی سطح گرافن و فلز ایدهآل استخراج میشود. برای نشان دادن کارایی و دقت روش پیشنهادی از نرمافزار تجاری HFSS که بر پایه روش المان محدود است، استفاده شد. همچنین در این تحقیق نشان داده شد که روش پیشنهادی در مقایسه با نرمافزار تجاری HFSS، 21 برابر سریعتر بوده و تقریبا 1000 برابر حافظه کمتری نیاز دارد. بنابراین روش بهینه و مناسبی برای بررسی ساختارهای دلخواه ساخته شده در صنعت برق با گرافن در رنج فرکانسی تراهرتز است.
واژههای کلیدی:محاسبات الکترومغناطیس، معادلات انتگرالی، روش ممان، گرافن، مدارهای چند لایه
Abstract:
In this thesis, a frequency domain integral equation based method is proposed to analyz multi-layered structure and graphene based device. Differential equation based methods which are used in cumercial software such as CST_MW and HFSS are not proper for graphene due to its extraordinary properties like dispersion, bi-isotropic and thin thickness. Therefore, in this research an integral equation based method is used to analyz an arbitrarly shaped graphene structure for the first time (based on the author's knowladge). In this method only the graphen part of the structure would be meshed instead of the whole structure and uses the proper green's function to decrease number of unknowns and speed up the calculations. It also lead to better optimization due to fast calculations, hence more experiment will be possible and derivation to an optimal model in much less time is available.
In this thesis, the proposed method is used as an efficient method to analyze an arbitrary shaped graphene-based terahertz antenna. In this analysis, the method of Moments is used to solve the mixed potential integral equations which are derived by enforcing the continuity of the tangential electric field at graphene layer and metallic sheet. The efficiency and accuracy of the proposed method is confirmed by the well-known HFSS solver in the frequency domain. It is shown that our proposed method is 21 times faster while it needs almost 1000 times less memory compare to HFSS solver. Thus, it is a very efficient method for analyzing the arbitrary shaped terahertz antennas including graphene layers.
Key Words: computational electromagnetic (CEM), integral equations, method of moment, Graphene, multi-layered structure
رزومه |
مجید روشنائی تلفن تماس: 09390280545 ایمیل : majid.roshanaei7293@gmail.com متولد : 1372 ساکن : همدان |
سوابق تحصیلی |
|
کارشناسی [مهندسی برق الکترونیک] – دانشگاه [بوعلی سینا]
|
[1390] الی [1394] |
کارشناسی ارشد [مهندسی برق کنترل] – دانشگاه [بوعلی سینا]
|
[1394] الی [در حال تحصیل] |
|
|
مهارتها |
مهارتهای نرم افزاری · تسلط بر نرم افزارهای CST و HFSS و matlabو lumerical در حد بسیار خوب · آشنایی با نرمافزار های Multisim,Pspice,Altium designer آشنایی با زبانهای خارجی · آشنایی کامل و تسلط بر زبان انگلیسی
دروس گذرانده · فناوری تراهرتز، Cmos، فرایندهای اتفاقی، کنترل غیر خطی، کنترل چند متغییره، کنترل بهینه موضوع پایان نامه
· تحلیل،مدلسازی و بهینهسازی ساختارها و مدارات چند لایه گرافنی با استفاده از روش معادلات انتگرالی موضوعات مورد علاقه · جاذب های صدردصدی · روش های عددی مبتنی بر معادلات انتگرالی · آنتن های جهت دار · اپلیکیشن های ZNO
سایر موارد
|