Modalansätze für FIT

Modal approache for FIT

Modalansatz:

Bei der Modalanalyse versucht man, aus der Schwachstelle des Zeitbereichsverfahrens – dem Auftreten ausgeprägter Resonanzen – einen Vorteil zu generieren. Dazu wird die gesuchte Feldlösung als Reihenentwicklung von Eigenlösungen der Struktur (vgl. Abbildung) aufgefasst und das Problem auf die Bestimmung der entsprechenden Wichtungsfaktoren reduziert. Diese Wichtungsfaktoren sind aufgrund der Linearität des Ausgangsproblems und der Orthogonalität der Moden sehr leicht durch Auswertung eines inneren Produktes zu ermitteln. Sind die Eigenlösungen erst einmal betimmt, kann diese Auswertung für beliebig viele Frequenzpunkte ohne nennenswerten zeitlichen Aufwand durchgeführt und damit breitbandige Ergebnisse gewonnen werden.

Positiv ins Gewicht fällt auch der Umstand, dass bei Verwendung geschlossener Randbedingungen das Eigenwertproblem reell bleibt (für verlustlose Strukturen) und durch die Frequenzabhängigkeit nur eine geringe Anzahl von Moden im Bereich des interessierenden Frequenzspektrums zu bestimmen sind.

Forschungsschwerpunkte sind die Erweiterung dieser Methode auf verlustbehaftete Probleme und eine Verknüpfung der Modalanalyse mit Fehlerschätzern/Korrekturverfahren.

Es bestehen enge Zusammenhänge zu anderen Methoden aus dem Bereich der „Order Reduction“.

Veröffentlichungen zum Thema:

  • M. Dohlus, R. Schuhmann, T. Weiland: Calculation of Frequency Domain Parameters Using 3D Eigensolutions. Int. Journal of Numerical Modelling, Special Issue, Vol.12, 1999 , pp. 1-68.
  • R. Schuhmann, P. Hammes, S. Setzer, B. Trapp, T. Weiland: A Modal Approach for the Calculation of Scattering Parameters in Lossfree and Lossy Structures Using the FI-Technique. Proc. of the 16th Annual Review of Progress in Applied Computational Electromagnetics (ACES 2000), Monterey, USA (2000), pp. 249-254.