Simulación Electromagnética con ANSYS para el diseño electrónico (III ed.)

Nota Importante

Para obtener certificado de asistencia expedido por el Centro Mediterráneo, es condición indispensable contar con una asistencia igual o mayor al 80% de las horas presenciales del curso.
Para obtener certificado de aprovechamiento expedido por el Centro Mediterráneo (necesario para el tramite de reconocimiento de créditos), es necesario superar las pruebas de evaluación del curso.

Lugar celebración

OnLine (presentación presencial u online síncrona)

Dirección

Andrés Roldán Aranda, Prof. Titular Universidad – Grupo Electrónica Aeroespacial – Univ. de Granada

Juan Francisco Gómez Lopera, Prof. Titular Universidad – Dpto. Física Aplicada – Univ. de Granada

Duración

40 horas síncronas + 110 horas de trabajo personal

Introducción

El diseño de productos electrónicos requiere en la actualidad un estudio detallado de la compatibilidad electromagnética del citado producto con el ambiente que le rodea. Debido a que los costes de fabricación de un prototipo son muy altos, es necesario poder realizar todas las simulaciones electromagnéticas en fase de modelo. Para ello, el uso de la simulación en las fases tempranas del desarrollo de productos industriales es fundamental. A modo de ejemplo, existen simulaciones térmicas para poder describir con realismo el comportamiento de tuberías en instalaciones, simulaciones mecánicas para predecir el comportamiento de un producto frente a ensayos de impacto, incluso simulaciones de fluidos para estudiar cómo se dispersan los contaminantes en la atmósfera; y de especial importancia para Granada por el futuro acelerador IFMIF-DONES, las simulaciones relacionadas con los aceleradores de partículas; todas ellas con la única ayuda de una computadora y el software de simulación apropiado.

En este curso, se va a introducir al asistente en las técnicas de simulación para poder modelar el comportamiento electromagnético de diferentes geometrías y productos electrónicos (desde antenas, líneas de transmisión, hornos microondas, y pequeños aceleradores de partículas). Aunque en el mercado existen diferentes simuladores electromagnéticos profesionales, todos ellos comparten el mismo procedimiento de simulación, parecidas velocidades de obtención de resultados e igual exactitud en los datos generados. El simulador elegido para esta edición es uno de los simuladores que más aceptación tiene en el mercado profesional, HFSS incluido en la suite que ofrece el fabricante ANSYS, y que para ambientes universitarios permite el uso de una licencia de estudiante gratuíta durante 12 meses.

A continuación se muestra un listado básico de las simulaciones que serán realizadas durante el curso:

• Simulación de elementos electromagnéticos distribuidos.
• Simulación de antenas.
• Simulación de reflectores parabólicos para productos.
• Simulación de antenas en teléfonos móviles.
• Simulación de cableado de radiofrecuencia.
• Simulación de efectividad de blindajes electromagnéticos.
• Simuladores de partículas y efectos sobre superficies.
• Simulaciones de acoplamientos entre partes de circuitos.
• Simuladores de circuitos de radiofrecuencia.
• Simulaciones de sistemas de transmisión sobre medios de transporte.
• Simulaciones de calentamiento en hornos microondas.
• Simulaciones de partículas cargadas.
• Simulaciones de pequeños aceleradores de partículas.

Las capacidades de la versión de estudiante permiten introducir al asistente en un amplio conjunto de escenarios de simulación. Mediante las sesiones online así como el conjunto de tareas de simulación que el estudiante realiza como trabajo personal, se consigue un conocimiento exhaustivo de las técnicas de modelado electromagnético básico requerido durante los ensayos de compatibilidad electromagnética necesarios de manera previa al lanzamiento de un producto al mercado o el estudio previo de viabilidad que se realiza en las empresas antes del desarrollo de un primer prototipo.

Competencias del alumnado

a) El alumnado sabrá/comprenderá:

• Cómo las ecuaciones del electromagnetismo se plantean en un simulador dentro de una computadora.
• Comparar los resultados del simulador con las soluciones de problemas con solución analítica.
• La metodología de planteamiento de las actividades de simulación y refinamiento de las soluciones.
• Ejecutar la metodología de simulación en los escenarios que contengan sistemas radiantes, antenas y cavidades resonantes, tanto abiertos como cerrados.
• Cómo funcionan las simulaciones de partículas cargadas y los simuladores disponibles en el mercado.

b) El alumnado será capaz de

• Manejar las magnitudes básicas del campo electromagnético, para problemas con fronteras abiertas, campos irradiados, cercanos y lejanos, impedancias características del puerto y constantes de propagación, parámetros S generalizados y parámetros S normalizados para especificar las impedancias del puerto.
• Plantear y desarrollar simulaciones electromagnéticas de diferentes productos electrónicos (antenas, líneas de transmisión, hornos microondas, elementos circuitales, placas de circuito impreso y pequeños aceleradores).
• Comprender cómo se realizan los ensayos de compatibilidad electromagnética para obtención del marcado CE en productos electrónicos.
• Conocer los principios básicos las interacciones de partículas cargadas y el funcionamiento de los aceleradores de partículas.

Método de evaluación

• El 20% de la calificación final se obtendrá mediante evaluación continua del alumnado:
a. Evaluación continua.
b. Participación en clase.
• Los asistentes tendrán que resolver problemas de simulación cuyos resultados tendrán que describir detalladamente en un informe. Se realizarán 10 tareas de simulación en total. (40% nota final).
• El estudiante desarrollará un proyecto integrado de simulación donde se analizará un caso real aplicando los conocimientos obtenidos durante el curso. Se elaborará un informe final. (40% nota final)
• Requisito indispensable para obtener calificación final: Asistencia del 80%.

Cualificación personal o empleos a los que da acceso

• Simulación electromagnética en sector aeroespacial.
• Simulación electromagnética en empresas de diseño/fabricación de productos electrónicos.
• Simulación electromagnética en aceleradores de partículas.
• Preparación de informes/simulaciones electromagnéticas previas a la realización de ensayos sujetos a la norma 2014/30/CE.