Método de elementos espectrales de Galerkin discontinuo para calcular reflexión y transmisión de ondas electromagnéticas

Abstract

Este trabajo tiene por objetivo presentar el desarrollo y la validación de un algoritmo de alto orden de precisión, basado en el método de elementos espectrales nodal de Galerkin discontinuo, por su siglas en inglés (DGSEM), para calcular la reflexión y la transmisión de ondas electromagnéticasviajando en dos medios isotrópicos y homogéneos, los cuales se encuentran separados por una interfaz plana vertical con características diferentes de permitividad " y permeabilidad . Para discretizar espacialmente se derivó el método DGSEM sobre las ecuaciones de Maxwell. Posteriormente, se derivó un resolvente de Riemann para calcular el flujo numérico entre los elementos que componen la malla del dominio computacional, para calcular la reflexión y la transmisión de onda en la interfaz, y para introducir las respectivas condiciones de frontera. Finalmente, para discretizar en el tiempo, se utilizó el método de Runge-Kutta explícito de tercer orden de Williamson. Los resultados del algoritmo, en comparación con la solución analítica, demuestran convergencia espectral en el espacio y de tercer orden en el tiempo.