10.14489/td.2023.08.pp.050-056

2023, 08 август (August)

DOI: 10.14489/td.2023.08.pp.050-056

Титов Е. В., Сошников А. А., Пинчук А. В.
ОЦЕНКА АДЕКВАТНОСТИ КОМПЬЮТЕРНОГО МОДЕЛИРОВАНИЯ ЭЛЕКТРОМАГНИТНОЙ ОБСТАНОВКИ С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ СВОБОДНОГО ПРОГРАММНОГО ОБЕСПЕЧЕНИЯ
(pp. 50-56)

Аннотация. Компьютерное моделирование электромагнитной обстановки позволяет выявлять источники электромагнитного поля и излучения на исследуемом объекте, ускорять оценку степени опасности электромагнитной обстановки, формировать картины распределения в пространстве составляющих электромагнитного поля и карты допустимого времени пребывания человека. Свободное программное обеспечение, в частности openEMS и MEEP, существенно упрощает решение данных задач. Рассмотрены вопросы оценки адекватности компьютерных моделей распределения составляющих электромагнитного поля, формируемых с использованием указанных пакетов моделирования. Представлены результаты экспериментальных измерений и компьютерного моделирования электрического поля на частотах 50 Гц, 30 кГц, 3 МГц, 30 МГц и 50 МГц. Приведены результаты измерений и компьютерного моделирования электромагнитного поля на частотах 800 МГц, 25 ГГц и 40 ГГц. Подтверждена достаточная для практического применения адекватность моделирования составляющих электромагнитного поля с использованием openEMS и MEEP.

Ключевые слова: электромагнитное поле, инструментальный контроль, свободное программное обеспечение, компьютерное моделирование, электромагнитная обстановка, оценка адекватности.

Titov E. V., Soshnikov A. A., Pinchuk A. V.
ASSESSMENT OF THE ADEQUACY OF COMPUTER SIMULATION OF THE ELECTROMAGNETIC ENVIRONMENT USING FREE SOFTWARE
(pp. 50-56)

Abstract. Computer simulation of the electromagnetic environment makes it possible to determine the sources of the electromagnetic field and radiation at the object under study, accelerates the process of determining the degree of danger of the electromagnetic environment, forms pictures of the distribution in space of the components of the electromagnetic field and creates maps of the permissible time of human stay. Free software (openEMS, MEEP) significantly simplifies the solution of these tasks. The article considers the issues of assessing the adequacy of computer models of the distribution of electromagnetic field components formed using these modeling packages. The results of experimental measurements and computer simulation of the electric field at frequencies of 50 Hz, 30 kHz, 3 MHz, 30 MHz and 50 MHz are presented. The results of measurements and computer simulation of the electromagnetic field at frequencies of 800 MHz, 25 Khz and 40 GHz are presented. The adequacy of modeling the components of the electromagnetic field using openEMS and MEEP, sufficient for practical application, has been confirmed.

Keywords: electromagnetic field, instrumental control, free software, computer modeling, electromagnetic environment, adequacy assessment.

+ - Информация об авторах (About the Authors) Click to collapse

Рус

Е. В. Титов, А. А. Сошников, А. В. Пинчук (Алтайский государственный технический университет им. И. И. Ползунова, Барнаул, Россия) E-mail: Данный адрес e-mail защищен от спам-ботов, Вам необходимо включить Javascript для его просмотра. , Данный адрес e-mail защищен от спам-ботов, Вам необходимо включить Javascript для его просмотра. , Данный адрес e-mail защищен от спам-ботов, Вам необходимо включить Javascript для его просмотра.

Eng

E. V. Titov, A. A. Soshnikov, A. V. Pinchuk (Altai State Technical University named after I.I. Polzunov, Barnaul, Russia) E-mail: Данный адрес e-mail защищен от спам-ботов, Вам необходимо включить Javascript для его просмотра. , Данный адрес e-mail защищен от спам-ботов, Вам необходимо включить Javascript для его просмотра. , Данный адрес e-mail защищен от спам-ботов, Вам необходимо включить Javascript для его просмотра.

+ - Библиографический список (References) Click to collapse

Рус

1. Титов Е. В. Методология комплексного контроля и визуализации электромагнитной обстановки в АПК: автореф. дис. … д-ра техн. наук: 05.20.02. Барнаул, 2021. 43 с.
2. Titov E. V., Soshnikov A. A., Migalev I. E. Computer Imaging of Electromagnetic Environment in Air Space with Industrial Electromagnetic Field Sources in Conditions of Combined Influence of EM Radiation // Journal of Electromagnetic Engineering and Science. 2022. V. 22, No. 1. P. 34–40. DOI: https://doi.org/ 10.26866/jees.2022.1.r.58
3. Меркульев А. Ю., Горячева Е. П., Юрков Н. К. К вопросу об оценке адекватности модели // Молодой ученый. 2014. № 2(61). С. 153–155.
4. Кузнецова Ю. Д., Бегимова А. С. Об адекватности математических моделей. Оренбург: Университетский колледж ОГУ. 5 с.
5. Liebig T. OpenEMS – Open Electromagnetic Field Solver. URL: http://openEMS.de (date of request: 22.02.2023).
6. Oskooi A. F., Roundy D., Ibanescu M., et al. MEEP: A Flexible Free-software Package for Electromagnetic Simulations by the FDTD Method // Computer Physics Communications. 2010. V. 181. P. 687–702. DOI: https://doi.org/10.1016/J.CPC.2009.11.008
7. ГОСТ Р 57412–2017. Компьютерные модели в процессах разработки, производства и эксплуатации изделий. Общие положения. М.: Стандартинформ, 2018. 15 с.
8. Кузичкин О. Р. Теоретические основы автоматизированного электромагнитного контроля геодинамических объектов: дис. ... д-ра техн. наук: 05.11.13. Муром, 2008. 402 с.
9. Рембовский А. М. Теоретические исследования, разработка и внедрение семейства радиосистем автоматизированного радиомониторинга, пеленгования и идентификации источников электромагнитного излучения: дис. ... д-ра техн. наук: 05.12.04. М., 2003. 327 с.
10. Мигалев И. Е. Автоматизированный контроль электромагнитных излучений в технологиях АПК: дис. ... канд. техн. наук: 05.20.02. Барнаул, 2018. 126 с.
11. Titov E. V., Soshnikov A. A., Drobyazko O. N. Experimental Research of Electromagnetic Environment in Domestic Environment with Computer Visualization of Electromagnetic Pollution // International Conference on Industrial Engineering, Applications and Manufacturing (ICIEAM). Sochi, 2020. Р. 1–5. DOI: https://doi.org/ 10.3103/S1068371218120106
12. Ильин А. А. Имитационное моделирование экономических процессов: конспект лекций для студентов специальности 080801. Тула, 2007. 16 с.
13. Зайцев В. П. Теория вероятностей и математическая статистика: учеб. пособие. Барнаул: Изд-во АлтГТУ, 2014. 268 с.

Eng

1. Titov E. V. (2021). Methodology for integrated monitoring and visualization of the electromagnetic environment in the agro-industrial complex. Barnaul. [in Russian language]
2. Titov E. V., Soshnikov A. A., Migalev I. E. (2022). Computer Imaging of Electromagnetic Environment in Air Space with Industrial Electromagnetic Field Sources in Conditions of Combined Influence of EM Radiation. Journal of Electromagnetic Engineering and Science, Vol. 22 (1), pp. 34 – 40. DOI: https://doi.org/10.26866/jees.2022.1.r.58
3. Merkul'ev A. Yu., Goryacheva E. P., Yurkov N. K. (2014). On the issue of assessing the adequacy of the model. Molodoy ucheniy, 61(2), pp. 153–155. [in Russian language]
4. Kuznetsova Yu. D., Begimova A. S. On the adequacy of mathematical models. Orenburg: Universitetskiy kolledzh OGU. [in Russian language]
5. Liebig T. OpenEMS – Open Electromagnetic Field Solver. Available at: http://openEMS.de (Accessed: 22.02.2023).
6. Oskooi A. F., Roundy D., Ibanescu M. et al. (2010). MEEP: A flexible free-software package for electromagnetic simulations by the FDTD method. Computer Physics Communications, Vol. 181, pp. 687 – 702. DOI: https://doi.org/10.1016/J.CPC.2009. 11.008.
7. Computer models in the development, production and operation of products. General provisions. (2018). Ru Standard No. GOST R 57412–2017. Moscow: Standartinform. [in Russian language]
8. Kuzichkin O. R. (2008). Theoretical Foundations of Automated Electromagnetic Control of Geodynamic Objects. Murom. [in Russian language]
9. Rembovskiy A. M. (2003). Theoretical research, development and implementation of a family of radio systems for automated radio monitoring, direction finding and identification of sources of electromagnetic radiation. Moscow. [in Russian language]
10. Migalev I. E. (2018). Automated control of electromagnetic radiation in the technologies of the agro-industrial complex. Barnaul. [in Russian language]
11. Titov E. V., Soshnikov A. A., Drobyazko O. N. (2020). Experimental Research of Electromagnetic Environment in Domestic Environment with Computer Visualization of Electromagnetic Pollution. International Conference on Industrial Engineering, Applications and Manufacturing (ICIEAM), pp. 1 – 5. Sochi. DOI: https://doi.org/10.3103/S1068371218120106.
12. Il'in A. A. (2007). Simulation of economic processes: lecture notes for students of specialty 080801. Tula. [in Russian language]
13. Zaytsev V. P. (2014). Probability Theory and Mathematical Statistics: textbook. Barnaul: Izdatel'stvo AltGTU. [in Russian language]

+ - Заказать электронную версию статьи (Purchase digital version of a single article) Click to collapse

Рус

Статью можно приобрести в электронном виде (PDF формат).

Стоимость статьи 500 руб. (в том числе НДС 20%). После оформления заказа, в течение нескольких дней, на указанный вами e-mail придут счет и квитанция для оплаты в банке.

После поступления денег на счет издательства, вам будет выслан электронный вариант статьи.

Для заказа скопируйте doi статьи:

10.14489/td.2023.08.pp.050-056

и заполните форму

Отправляя форму вы даете согласие на обработку персональных данных.

Eng

This article is available in electronic format (PDF).

The cost of a single article is 500 rubles. (including VAT 20%). After you place an order within a few days, you will receive following documents to your specified e-mail: account on payment and receipt to pay in the bank.

After depositing your payment on our bank account we send you file of the article by e-mail.

To order articles please copy the article doi:

10.14489/td.2023.08.pp.050-056

and fill out the form