Pemodelan Awal Ground Penetrating Radar dengan Metode Discontinuous Galerkin dan PML Berenger

Abstract

This paper discusses the development of Discontinuous Galerkin method, which has both linear shape function and weight function, for modeling Ground Penetrating Radar (GPR) in heterogeneous media. The triangular meshes are used due to their flexibility to deal with complex geometries. The Berenger Perfectly Matched Layer (PML) is used as absorbing boundary condition at the truncation boundaries. The numerical results of the DG method are compared with the exact solutions and the numerical results of FDTD method and the comparisons show that DG method has better accuracy than FDTD method and more stable for long time simulation. The simulation results of GPR show that the PML works well. Propagating waves at the edge of absorbing boundaries can be suppressed without any significant reflection. The results also show that various waves e.g., transmission waves, reflection waves, and diffraction waves produced by heterogeneous material can be simulated well. Intisari-Makalah ini membahas pengembangan metode Discontinuous Galerkin (DG) dengan fungsi bentuk dan bobot linier untuk pemodelan Ground Penetrating Radar (GPR) di dalam media heterogen. Mesh dengan elemen segitiga digunakan karena mampu menangani bentuk geometri yang rumit.Perfectly Matched Layer (PML) Berenger digunakan sebagai kondisi batas penyerap pada sisi batas media. Perbandingan hasil perhitungan metode DG dengan jawaban eksak dan metode FDTD menunjukkan bahwa metode DG mempunyai akurasi yang lebih baik dibanding metode FDTD, dan lebih stabil untuk simulasi dengan durasi yang panjang. Simulasi GPR menunjukkan bahwa PML bekerja dengan baik dan mampu menyerap gelombang yang keluar tanpa ada pantulan gelombang kembali ke dalam media secara signifikan. Hasil simulasi juga menunjukkan bahwa berbagai macam gelombang seperti gelombang transmisi, refleksi, dan difraksi yang timbul karena material heterogen dapat disimulasikan dengan baik.Kata Kunci-Pemodelan, simulasi, gelombang, GPR, Discontinuous Galerkin, PML.

Numerical simulation of electromagnetic radiation using high-order discontinuous galerkin time domain method

“…To simulate the infinite spatial domain we truncated the domain by adding Berenger's Perfectly Matched Layer (PML) boundary conditions in an outer truncated region [18], [19]…”