Исследование резонансных и спектральных свойств трехмерных открытых электромагнитных структур

Грант Российского научного фонда, проект № 20-11-20087

Руководитель: Смирнов Ю.Г., заведующий кафедрой «Математика и суперкомпьютерное моделирование»

Коллектив исполнителей: Самохин А.Б., Смолькин Е.Ю., Шестопалов Ю.В.

Цель проекта: разработка математической теории процессов распространения электромагнитных волн в открытых неоднородных анизотропных волноведущих структурах (с произвольным поперечным сечением), в открытых неоднородных анизотропных волноводах, заполненных нелинейной средой (с круговым поперечным сечением) и открытых неоднородных резонаторах (произвольной формы), а также численных методов и комплексов программ, необходимых для строгого расчета параметров таких структур и электромагнитных полей в них.

Задачи проекта:

1. Создание теории распространения электромагнитных волн в открытых неоднородных анизотропных волноведущих структурах с произвольным поперечным сечением.

2. Создание теории распространения электромагнитных волн в открытых неоднородных анизотропных волноводах кругового поперечного сечения, заполненных нелинейной средой с произвольной нелинейностью.

3. Создание теории распространения электромагнитных колебаний в открытых неоднородных анизотропных резонаторах произвольной формы.

4. Разработка эффективных численных методов для решения указанных выше задач и расчета характеристик электромагнитных волн в резонаторах и волноведущих структурах.

5. Создание пакетов прикладных программ, реализующих численные методы для решения указанных выше задач.

6. Выполнение расчетов с помощью пакетов прикладных программ для решения ряда практически важных задач.

7. Получение новых качественных свойств и физических эффектов таких волноведущих структур и резонаторов, важных для приложений.

Результаты проекта

Реализация проекта позволит решать задачи о распространении электромагнитных волн в сложных волноведущих структурах и резонаторах, которые возникают в различных областях современной науки и техники. Это, в свою очередь, приведет к возможности моделирования процессов и конструирования новых устройств в электронике, фотонике, оптике, нано- и микроэлектронике. Кроме того, будет развит математический аппарат для изучения нового класса задач на собственные значения. Реализация численных методов приведет к созданию пакетов прикладных программ, используемых в инженерных расчетах.