ECTS - University of Pisa
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APPLIED ELECTROMAGNETISM AND OPTIMIZATION METHODS
SAMI BARMADA
Academic year2020/21
CourseELECTRIC ENGINEERING
Code954II
Credits6
PeriodSemester 1
LanguageItalian

ModulesAreaTypeHoursTeacher(s)
ELETTROMAGNETISMO APPLICATO E METODI DI OTTIMIZZAZIONEING-IND/31LEZIONI60
SAMI BARMADA unimap
Obiettivi di apprendimento
Learning outcomes
Conoscenze

Lo scopo del corso è quello di rinforzare le conoscenze di base relative alla teoria dei campi elettromagnetici e fornire conoscenze di base relative ai metodi numerici per il calcolo dei campi in dispositivi elettromagnetici (con particolare attenzione al FEM) ed ai metodi di ottimizzazione,
Knowledge
The aim of the course is to reinforce basic knowledge relating to the theory of electromagnetic fields and provide basic knowledge relating to numerical methods for the calculation of fields in electromagnetic devices (with particular attention to FEM) and optimization methods,
Modalità di verifica delle conoscenze

Alla fine del corso gli studenti sosterranno un esame orale.
Assessment criteria of knowledge

The final exam will be an oral exam.
Capacità

Le capacità acquisiste saranno relative all'utilizzo dello strumento "equazioni di Maxwell" per correttamente modellare sistemi elettromagnetici/elettromeccanici; queste si tradurranno nella capacità di modellare sistemi reali a scopo progettazione/ottimizzazione.
Skills
The acquired skills will be related to the use of the "Maxwell equations" tool to correctly model electromagnetic / electromechanical systems; these will translate into the ability to model real systems for design / optimization purposes.
Modalità di verifica delle capacità

Alla fine del corso gli studenti sosterranno un esame orale nella quale saranno valutate le capacità acquisite.

 
Assessment criteria of skills

The final exam will be an oral exam in which the skills will be verified.
Prerequisiti (conoscenze iniziali)

Le conoscenze iniziali vegono fornite agli stutenti nei corsi di base di Fisica II e di matematica.
Prerequisites

The prerequisite of this course are given during the course of basic electromagnetics and basic mathematics.
Indicazioni metodologiche

Corso svolto con lezioni frontali a carattere teorico ed applicativo. 

La frequenza è consigliata.
Teaching methods

Delivery: face to face

Learning activities:

  • attending lectures

Attendance: Advised

Teaching methods:

  • Lectures
Programma (contenuti dell'insegnamento)

Linee di trasmissione: equazione dei telegrafisti, soluzione nel dominio della frequenza, grandezze caratteristiche, transitori.

Equazioni di Maxwell in forma differenziale: teoremi della divergenza e di Stokes, Elettrostatica, Magnetostatica, magnetodinamica, diffusione, magnetizzazzione e polarizzazione, potenziali scalari e vettoriali, teorema di Poyinting, tensore degli sforzi di Maxwell, magneti permanenti.

FEM: formulazione variazionale e di Galerkin in 1D; cenni al 2D; dimostrazione di utilizzo di un software FEM.

Ottimizzazione: problema dell'ottimizzazione; metodo del gradiente coniugato, PSO. Esempl di applicazione.
Syllabus
Transmission lines: telegraphers' equation, solution in the frequency domain, characteristic quantities, transients. Maxwell's equations in differential form: divergence and Stokes' theorems, Electrostatics, Magnetostatics, magnetodynamics, diffusion, magnetization and polarization, scalar and vector potentials, Poyinting theorem, Maxwell stress tensor, permanent magnets. FEM: variational and Galerkin formulation in 1D; hints to 2D; demonstration of use of a FEM software. Optimization: optimization problem; conjugate gradient method, PSO. Application example.
Bibliografia e materiale didattico

F. T. Ulaby "Fundamentals of Electromagnetics"

N. Ida, J. P. Bastos:"Electromagnetics and Calculation of Fields" 
Bibliography

F. T. Ulaby "Fundamentals of Electromagnetics"

N. Ida, J. P. Bastos:"Electromagnetics and Calculation of Fields" 
Modalità d'esame

La prova orale consiste mediamente in un colloquio della durata di 40 minuti sugli argomenti trattati nel corso.
Assessment methods

The oral interview will have an average length of 40 minutes and will cover the theoretical aspects analyzed during the class.
Updated: 09/09/2020 00:06