ESCUELA DE DOCTORADO

 
Tesis Doctorales de la Universidad de Alcalá
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DISEÑO E IMPLEMENTACIÓN DE UN MOTOR GRÁFICO PARA LA CREACIÓN Y VISUALIZACIÓN DE OBJETOS COMPLEJOS EN PROGRAMAS DE SIMULACIÓN ELECTROMAGNÉTICA
Autor/aSomolinos Yague, Alvaro
DepartamentoCiencias de la Computación
Director/aGonzález Diego, Iván
Fecha de defensa07/06/2019
CalificaciónSobresaliente Cum Laude
ProgramaIngeniería de la Información y del Conocimiento (RD 99/2011)
Mención internacionalNo
ResumenEn esta tesis se presenta el diseño y desarrollo de una nueva herramienta gráfica para el conjunto de software de simulación electromagnética newFASANT. El sistema presentado permite el modelado geométrico de escenarios complejos en 3D, la simulación electromagnética y la visualización de resultados. La empresa NEWFASANT S.L. desarrolla desde hace años herramientas software orientadas al análisis electromagnético. Estas herramientas permiten reducir notablemente los costes de diseño y fabricación de elementos radiantes o sus entornos. La parte de diseño del escenario de simulación es muy importante, es necesaria una herramienta potente para trabajar con los modelos geométricos en 3D y que se ajusten a las especificaciones del usuario. A su vez, el éxito del programa depende en gran medida de lo fácil e intuitivo que resulte trabajar con su interfaz de usuario. Para la nueva herramienta, se ha creado un motor gráfico que permite trabajar con curvas y superficies NURBS de manera sencilla. Los núcleos de simulación electromagnética utilizan este tipo de superficies debido al alto rendimiento que proporcionan, ya que permiten definir formas arbitrarias de manera exacta utilizando muy poca información. La nueva herramienta se ha desarrollado en Java utilizando Swing y se ha escogido Java3D para desarrollar el motor gráfico. Dichas librerías permiten la integración del escenario 3D en la herramienta y proporcionan las funcionalidades básicas de visualización. Por encima de esto se ha desarrollado la funcionalidad necesaria para trabajar con curvas y superficies NURBS, la cual es independiente y podría adaptarse a otras plataformas como OpenGL o JOGL. La parte de simulación electromagnética se estructura en distintos módulos (RCS, Antenas, Estructuras Periódicas, IR...) dependiendo del tipo de simulación que se va a realizar. El usuario crea o importa el modelo geométrico en la herramienta e introduce los datos de simulación, generalmente mediante pestañas o interactuando con el escenario 3D. Posteriormente, la interfaz de usuario se encarga de escribir los ficheros de entrada y ejecutar los programas de simulación. Cuando el proceso ha terminado, se leen los ficheros de salida y la herramienta permite visualizar y exportar los resultados de forma atractiva. Finalmente y como validación de la herramienta propuesta, se presenta el diseño de un reflectarray conformado sobre una superficie parabólica que utiliza la técnica VRT para generar una discriminación en polarización circular. Para comprobar la validez del diseño, también se ha creado un demostrador, que ha sido fabricado y medido para comparar los resultados.