| Инд. авторы: | Прокопьева Л.Ю., Федорук М.П., Лебедев А.С. |
| Заглавие: | Параллельный алгоритм метода конечных объемов для решения трехмерных уравнений Максвелла в нанокомпозитных средах |
| Библ. ссылка: | Прокопьева Л.Ю., Федорук М.П., Лебедев А.С. Параллельный алгоритм метода конечных объемов для решения трехмерных уравнений Максвелла в нанокомпозитных средах // Вычислительные методы и программирование: новые вычислительные технологии. - 2009. - Т.10. - № 1. - С.28-33. - EISSN 1726-3522. |
| Внешние системы: | РИНЦ: 12957302; |
| Реферат: | rus: Предлагается параллельный алгоритм метода конечных объемов для трехмерного моделирования распространения электромагнитных волн в искусственных нанокомпозитных материалах. Параллельный алгоритм реализован на основе метода декомпозиции областей и модифицирован для адекватного моделирования сложных нанокомпозитных сред, таких как метаматериалы. Для демонстрации возможностей алгоритма приводятся результаты двумерного моделирования цилиндрических гиперлинз - анизотропных метаматериалов, которые позволяют преодолеть дифракционный предел обычных оптических приборов. Работа выполнена при финансовой поддержке РФФИ (код проекта 06-01-00210). eng: An efficient parallel algorithm of the finite-volume method is proposed for the three-dimensional modeling of electromagnetic phenomena in metamaterials (artificial nanostructured media). The algorithm is parallelized for a high-performance computing environment using the domain decomposition approach and is modified for an accurate modeling of complex nanocomposite media, such as most of metamaterials are. These techniques are illustrated by numerical modeling of a hyperlens (a strongly anisotropic metamaterial device that allows one to overcome the diffraction limit of conventional optical imaging). |
| Ключевые слова: | параллельные алгоритмы; метод конечных объемов; математическое моделирование; уравнения Максвелла; metamaterials; Parallel algorithms; Finite-volume method; mathematical modeling; Maxwell equations; метаматериалы; |
| Издано: | 2009 |
| Физ. характеристика: | с.28-33 |
| Цитирование: | 1. Веселаго В.Г. Электродинамика веществ с одновременно отрицательными значениями $\varepsilon$ и $\mu$ // Успехи физ. наук. 1967. T. 92, № 3. 517--526. 2. Pendry J.B. Negative refraction makes a perfect lens // Phys. Rev. Lett. 2000. T. 85, N 18. 3966--3969. 3. Smith D.R., Padilla W.J., Vier D.C., et al. Composite medium with simultaneously negative permeability and permittivity // Phys. Rev. Lett. 2000. T. 84, N 18. 4184--4187. 4. Shelby R.A., Smith D.R., Schultz S. Experimental verification of a negative index of refraction // Science. 2001. T. 292. 77--79. 5. Parazzoli C.G., Greegor R.B., Nielsen J.A. Performance of a negative index of refraction lens // Appl. Phys. Lett. 2004. T. 84, N 17. 3232--3234. 6. Shalaev V.M., Cai W., Chettiar U.K., Yuan H.-K., Sarychev A.K., Drachev V.P., Kildishev A.V. Negative index of refraction in optical metamaterials // Opt. Lett. 2005. T. 30. 3356--3358. 7. Zhang S., Fan W., Panoiu N.C., et al. Experimental demonstration of near-infrared negative-index metamaterials // Phys. Rev. Lett. 2005. T. 95. Id. 137404. 8. Kildishev A.V., Cai W., Chettiar U.K., Yuan H.-K., Sarychev A.K., Drachev V.P., Shalaev V.M. Negative refractive index in optics of metal-dielectric composites // J. Opt. Soc. Am. B. 2006. T. 23. 423--433. 9. Zhang S., Fan W., Malloy K.J., Brueck S.R.J., Panoiu N.C., and Osgood R.M. // Demonstration of metal-dielectric negative-index metamaterials with improved performance at optical frequencies // J. Opt. Soc. Am. B. 2006. T. 23. 434--438. 10. Jacob Z., Alekseyev L.V., Narimanov E. Optical hyperlens: far-field imaging beyond the diffraction limit // Opt. Express. 2006. T. 14. 8247--8256. 11. Salandrino A., Engheta N. Far-field subdiffraction optical microscopy using metamaterial crystals: theory and simulations // Phys. Rev. B. 2006. T. 74. Id. 075103. 12. Liu Z., Lee H., Xiong Y., Sun C., Zhang X. Optical hyperlens magnifying sub-diffraction-limited objects // Science. 2007. T. 315. 1686. 13. Smolyaninov I., Hung Y., Davis C. Magnifying superlens in the visible frequency range // Science. 2007. T. 315. 5819. 14. Kildishev A.V., Narimanov E.E. Impedance-matched hyperlens // Opt. Lett. 2007. T. 32, N 23. 3432--3434. 15. Greenleaf A., Lassas M., and Uhlmann G. Anisotropic conductivities that cannot be detected by EIT // Physiol. Meas. 2003. T. 24. 413--419. 16. Pendry J.B., Schurig D., Smith D.R. Controlling electromagnetic fields // Science. 2006. T. 312. 1780. 17. Schurig D., Mock J.J., Justice B.J., Cummer S.A., Pendry J.B., Starr A.F., Smith D.R. Metamaterial electromagnetic cloak at microwave frequencies // Science. 2006. T. 314. 977--980. 18. Zhang B., Chen H., Wu B.-I., Luo Y., Ran L., Kong J.A. Response of a cylindrical invisibility cloak to electromagnetic waves // Phys. Rev. B. 2007. T. 76. Id. 121101. 19. Cai W., Chettiar U.K., Kildishev A.V., Shalaev V.M. Optical cloaking with metamaterials // Nat. Photonics. 2007. T. 1. 224--227. 20. Cai W., Chettiar U.K., Kildishev A.V., Shalaev V.M. Designs for optical cloaking with high-order transformations // Optics Express. 2008. T. 16. 5444--5452. 21. Лебедев А.С., Федорук М.П., Штырина О.В. Конечно-объемный алгоритм решения нестационарных уравнений Максвелла на неструктурированной сетке // Журн. вычисл. матем. и матем. физики. 2006. T. 47, № 7. 1286--1301. 22. Прокопьева Л.Ю., Шокин Ю.И., Лебедев А.С., Федорук М.П. Параллельная реализация метода конечных объемов для решения нестационарных уравнений Максвелла на неструктурированной сетке // Вычисл. технологии. 2007. T. 12. Спецвыпуск 4. 59--69. |
