Skip to main content
Erschienen in: BIT Numerical Mathematics 1/2015

01.03.2015

Time dependent electromagnetic scattering by a penetrable obstacle

verfasst von: John Fun-Choi Chan, Peter Monk

Erschienen in: BIT Numerical Mathematics | Ausgabe 1/2015

Einloggen

Aktivieren Sie unsere intelligente Suche, um passende Fachinhalte oder Patente zu finden.

search-config
loading …

Abstract

We consider time domain electromagnetic scattering from a bounded homogeneous penetrable obstacle. The problem is reduced to a system of time dependent integral equations on the boundary of the scatterer. Using convolution quadrature in time and a Galerkin method on the boundary we derive error estimates for the fully discrete system of boundary integral equations. This is accomplished by proving parameter dependent estimates for the discrete and continuous integral equation system in the Laplace transform domain. In particular a non-standard transmission problem is analyzed. Besides the error estimates, the paper provides a useful extension result and estimates for the spatially semi-discrete problem.

Sie haben noch keine Lizenz? Dann Informieren Sie sich jetzt über unsere Produkte:

Springer Professional "Wirtschaft"

Online-Abonnement

Mit Springer Professional "Wirtschaft" erhalten Sie Zugriff auf:

  • über 67.000 Bücher
  • über 340 Zeitschriften

aus folgenden Fachgebieten:

  • Bauwesen + Immobilien
  • Business IT + Informatik
  • Finance + Banking
  • Management + Führung
  • Marketing + Vertrieb
  • Versicherung + Risiko




Jetzt Wissensvorsprung sichern!

Springer Professional "Technik"

Online-Abonnement

Mit Springer Professional "Technik" erhalten Sie Zugriff auf:

  • über 67.000 Bücher
  • über 390 Zeitschriften

aus folgenden Fachgebieten:

  • Automobil + Motoren
  • Bauwesen + Immobilien
  • Business IT + Informatik
  • Elektrotechnik + Elektronik
  • Energie + Nachhaltigkeit
  • Maschinenbau + Werkstoffe




 

Jetzt Wissensvorsprung sichern!

Springer Professional "Wirtschaft+Technik"

Online-Abonnement

Mit Springer Professional "Wirtschaft+Technik" erhalten Sie Zugriff auf:

  • über 102.000 Bücher
  • über 537 Zeitschriften

aus folgenden Fachgebieten:

  • Automobil + Motoren
  • Bauwesen + Immobilien
  • Business IT + Informatik
  • Elektrotechnik + Elektronik
  • Energie + Nachhaltigkeit
  • Finance + Banking
  • Management + Führung
  • Marketing + Vertrieb
  • Maschinenbau + Werkstoffe
  • Versicherung + Risiko

Jetzt Wissensvorsprung sichern!

Literatur
1.
Zurück zum Zitat Bachelot, A., Bounhoure, L., Pujols, A.: Couplage éléments finis-potentiels retardés pour la diffraction électromagnétique par un obstacle hétérogéne. Numer. Math. 89, 257–306 (2001)CrossRefMATHMathSciNet Bachelot, A., Bounhoure, L., Pujols, A.: Couplage éléments finis-potentiels retardés pour la diffraction électromagnétique par un obstacle hétérogéne. Numer. Math. 89, 257–306 (2001)CrossRefMATHMathSciNet
2.
Zurück zum Zitat Ballani, J., Banjai, L., Sauter, S., Veit, A.: Numerical solution of exterior Maxwell problems by Galerkin BEM and Runge Kutta convolution quadrature. Numer. Math. 123, 643–670 (2013)CrossRefMATHMathSciNet Ballani, J., Banjai, L., Sauter, S., Veit, A.: Numerical solution of exterior Maxwell problems by Galerkin BEM and Runge Kutta convolution quadrature. Numer. Math. 123, 643–670 (2013)CrossRefMATHMathSciNet
3.
Zurück zum Zitat Bamberger, A., Duong, T.H.: Formulation variationnelle espace-temps pour le calcul par potentiel retarde de la diffraction d’une onde acoustique (I). Math. Meth. Appl. Sci. 8, 405–435 (1986)CrossRefMATH Bamberger, A., Duong, T.H.: Formulation variationnelle espace-temps pour le calcul par potentiel retarde de la diffraction d’une onde acoustique (I). Math. Meth. Appl. Sci. 8, 405–435 (1986)CrossRefMATH
4.
Zurück zum Zitat Banjai, L., Sauter, S.: Rapid solution of the wave equation in unbounded domains. SIAM J. Numer. Anal. 47, 227–249 (2008)CrossRefMathSciNet Banjai, L., Sauter, S.: Rapid solution of the wave equation in unbounded domains. SIAM J. Numer. Anal. 47, 227–249 (2008)CrossRefMathSciNet
5.
Zurück zum Zitat Buffa, A., Hiptmair, R., von Petersdorff, T., Schwab, C.: Boundary element methods for Maxwell transmission problems in Lipschitz domains. Numer. Math. 95, 459–485 (2003)CrossRefMATHMathSciNet Buffa, A., Hiptmair, R., von Petersdorff, T., Schwab, C.: Boundary element methods for Maxwell transmission problems in Lipschitz domains. Numer. Math. 95, 459–485 (2003)CrossRefMATHMathSciNet
6.
Zurück zum Zitat Chen, Q., Monk, P., Weile, D.: Analysis of convolution quadrature applied to the time electric field integral equation. Commun. Comput. Phys. 11, 383–399 (2012)MathSciNet Chen, Q., Monk, P., Weile, D.: Analysis of convolution quadrature applied to the time electric field integral equation. Commun. Comput. Phys. 11, 383–399 (2012)MathSciNet
7.
Zurück zum Zitat Colton, D., Kress, R.: Inverse Acoustic and Electromagnetic Scattering Theory, 3rd edn. Springer, New York (2012) Colton, D., Kress, R.: Inverse Acoustic and Electromagnetic Scattering Theory, 3rd edn. Springer, New York (2012)
8.
Zurück zum Zitat Costabel, M.: Time-dependent problems with the boundary integral equation method. In: Stein, E., de Borst, R., Hughes, T.J.R. (eds.) Encyclopedia of Computational Mechanics. Fundamentals, ch. 25, vol. 1, pp. 703–721. Wiley, New York (2005) Costabel, M.: Time-dependent problems with the boundary integral equation method. In: Stein, E., de Borst, R., Hughes, T.J.R. (eds.) Encyclopedia of Computational Mechanics. Fundamentals, ch. 25, vol. 1, pp. 703–721. Wiley, New York (2005)
9.
Zurück zum Zitat Davies, P.J., Duncan, D.B.: Convolution-in-time approximations of time domain boundary integral equations. SIAM J. Sci. Comput. 35, B43–B61 (2013)CrossRefMATHMathSciNet Davies, P.J., Duncan, D.B.: Convolution-in-time approximations of time domain boundary integral equations. SIAM J. Sci. Comput. 35, B43–B61 (2013)CrossRefMATHMathSciNet
10.
Zurück zum Zitat Ha-Duong, T.: On retarded potential boundary integral equations and their discretizations. In: Ainsworth, M. (ed) Topics in Computational Wave Propagation: Direct and Inverse Problems, pp. 301–36. Springer, Berlin (2003) Ha-Duong, T.: On retarded potential boundary integral equations and their discretizations. In: Ainsworth, M. (ed) Topics in Computational Wave Propagation: Direct and Inverse Problems, pp. 301–36. Springer, Berlin (2003)
11.
Zurück zum Zitat Hiptmair, R., Schwab, C.: Natural boundary element methods for the electric field integral equation on polyhedra. SIAM J. Numer. Anal. 40, 66–86 (2002)CrossRefMATHMathSciNet Hiptmair, R., Schwab, C.: Natural boundary element methods for the electric field integral equation on polyhedra. SIAM J. Numer. Anal. 40, 66–86 (2002)CrossRefMATHMathSciNet
12.
Zurück zum Zitat Laliena, A., Sayas, F.: Theoretical aspects of the application of convolution quadrature to scattering of acoustic waves. Numer. Math. 112, 637–678 (2009)CrossRefMATHMathSciNet Laliena, A., Sayas, F.: Theoretical aspects of the application of convolution quadrature to scattering of acoustic waves. Numer. Math. 112, 637–678 (2009)CrossRefMATHMathSciNet
13.
Zurück zum Zitat Lubich, C.: On the multistep time discretization of linear initial-boundary value problems and their boundary integral equations. Numer. Math. 67, 365–389 (1994)CrossRefMATHMathSciNet Lubich, C.: On the multistep time discretization of linear initial-boundary value problems and their boundary integral equations. Numer. Math. 67, 365–389 (1994)CrossRefMATHMathSciNet
14.
Zurück zum Zitat Nédélec, J.-C.: Acoustic and Electromagnetic Equations, no. 144 in Applied Mathematical Sciences. Springer, New York (2001) Nédélec, J.-C.: Acoustic and Electromagnetic Equations, no. 144 in Applied Mathematical Sciences. Springer, New York (2001)
15.
Zurück zum Zitat Valdes, F., Ghaffari-Miab, M., Andriulli, F.P., Cools, K., Michielssen, E.: High-order Calderon preconditioned time domain integral equation solvers. IEEE Trans. Antennas Propagat. 61, 2570–2588 (2013)CrossRefMathSciNet Valdes, F., Ghaffari-Miab, M., Andriulli, F.P., Cools, K., Michielssen, E.: High-order Calderon preconditioned time domain integral equation solvers. IEEE Trans. Antennas Propagat. 61, 2570–2588 (2013)CrossRefMathSciNet
16.
Zurück zum Zitat Wang, X., Weile, D.: Electromagnetic scattering from dispersive dielectric scatterers using the finite difference delay modeling method. IEEE Trans. Antennas Propagat. 58, 1720–1730 (2010)CrossRefMathSciNet Wang, X., Weile, D.: Electromagnetic scattering from dispersive dielectric scatterers using the finite difference delay modeling method. IEEE Trans. Antennas Propagat. 58, 1720–1730 (2010)CrossRefMathSciNet
Metadaten
Titel
Time dependent electromagnetic scattering by a penetrable obstacle
verfasst von
John Fun-Choi Chan
Peter Monk
Publikationsdatum
01.03.2015
Verlag
Springer Netherlands
Erschienen in
BIT Numerical Mathematics / Ausgabe 1/2015
Print ISSN: 0006-3835
Elektronische ISSN: 1572-9125
DOI
https://doi.org/10.1007/s10543-014-0500-6

Weitere Artikel der Ausgabe 1/2015

BIT Numerical Mathematics 1/2015 Zur Ausgabe