informИнформатикаInformatics1816-03012617-6963UIIP NASBinform-186Research ArticleМАТЕМАТИЧЕСКОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕMATHEMATICAL MODELINGКОНЕЧНО-ЭЛЕМЕНТНОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ РАСПРЕДЕЛЕНИЯ ЭЛЕКТРОМАГНИТНОГО ПОЛЯ В БЛИЖНЕЙ ЗОНЕ СФЕРИЧЕСКОЙ НАНОЧАСТИЦЫFINITE-ELEMENT MODELING OF ELECTROMAGNETIC FIELD DISTRIBUTION IN THE NEAREST ZONE OF A SPHERICAL NANOPARTICLEКурочкаК. С.KurachkaK. S.kurochka@gstu.byГомельский государственный технический университет им. П.О. СухогоBelarus201612012017043341Copyright © Курочка К.С., 20172017Курочка К.С.Kurachka K.S.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://inf.grid.by/jour/article/view/186

Предлагается математическая модель распределения электромагнитного поля, вызываемого плоской волной в ближней зоне металлической или диэлектрической сферической наночастицы, на основе метода конечных элементов, который позволяет учесть неоднородную структуру расчетной области. Разработаны соответствующие алгоритмы и программное обеспечение, проведена их верификация. Расхождение результатов исследования предлагаемой математической модели и имеющихся результатов расчетов по аналитическим формулам согласно теории Ми (G. Mie) [1] для однородных сферических наночастиц не превышает 10 %.

Some problems of the finite element modeling of electromagnetic field distribution in thenearest zone of spherical metallic and dielectric nanoparticles caused by a plane wave are considered. The appropriate mathematical models, algorithms and software were developed, its verification is carried out. The discrepancy between the results of research of the mathematical model and the existing results of calculations using analytical formulas does not exceed 10 %.

ReferencesХюлст, Г. ван де. Рассеяние света малыми частицами / Г. ван де Хюлст. – М. : Изд-во иностр. лит., 1961. – 537 с.Хюлст, Г. ван де. Рассеяние света малыми частицами / Г. ван де Хюлст. – М. : Изд-во иностр. лит., 1961. – 537 с.Алексеенко, А.А. Функциональные материалы на основе диоксида кремния, получаемые золь-гель-методом / А.А. Алексеенко, А.А. Бойко, Е.Н. Подденежный. – Гомель : ГГТУ им. П.О. Сухого, 2008. – 183 с.Алексеенко, А.А. Функциональные материалы на основе диоксида кремния, получаемые золь-гель-методом / А.А. Алексеенко, А.А. Бойко, Е.Н. Подденежный. – Гомель : ГГТУ им. П.О. Сухого, 2008. – 183 с.Наноструктурные материалы – 2012: Россия – Украина – Беларусь / Тез. докл. III Междунар. науч. конф., СПб., 19–22 нояб. 2012 г. – СПб. : Лема, 2012.Наноструктурные материалы – 2012: Россия – Украина – Беларусь / Тез. докл. III Междунар. науч. конф., СПб., 19–22 нояб. 2012 г. – СПб. : Лема, 2012.Климов, В.В. Наноплазмоника / В.В. Климов. – М. : Физматлит, 2009. – 480 с.Климов, В.В. Наноплазмоника / В.В. Климов. – М. : Физматлит, 2009. – 480 с.Comparison of numerical methods in near-field computation for metallic nanoparticles / M. Karamehmedovic [et al.] // Optic Express. – 2011. – Vol. 19, no. 9. – P. 8939–8953.Comparison of numerical methods in near-field computation for metallic nanoparticles / M. Karamehmedovic [et al.] // Optic Express. – 2011. – Vol. 19, no. 9. – P. 8939–8953.Jianming, J. Theory and Computation of Electromagnetic Fields / J. Jianming. – John Wiley & Sons, 2010. – 616 p.Jianming, J. Theory and Computation of Electromagnetic Fields / J. Jianming. – John Wiley & Sons, 2010. – 616 p.Курочка, К.С. Построение программно-аппаратного комплекса для исследования распределения электромагнитного поля в ближней зоне диэлектрических и металлических наночастиц / К.С. Курочка, О.Д. Асенчик, Е.Г. Стародубцев // Докл. БГУИР. – 2013. – № 3(81). –С. 64–70.Курочка, К.С. Построение программно-аппаратного комплекса для исследования распределения электромагнитного поля в ближней зоне диэлектрических и металлических наночастиц / К.С. Курочка, О.Д. Асенчик, Е.Г. Стародубцев // Докл. БГУИР. – 2013. – № 3(81). –С. 64–70.Jianming, J. The Finite Element Method in Electromagnetics / J. Jianming. – 2nd ed. – N. Y. : Wiley, 2002. – 780 p.Jianming, J. The Finite Element Method in Electromagnetics / J. Jianming. – 2nd ed. – N. Y. : Wiley, 2002. – 780 p.Курочка, К.С. Моделирование распространения электромагнитного поля в ближней зоне металлической частицы методом конечных элементов / К.С. Курочка, А.А. Кухаренко // Материалы VII науч. конф. «Математическое и имитационное моделирование систем (МОДС – 2012)», 25–28 июня 2012 г., Украина / Черниговский гос. техн. ун-т. – Чернигов – Жукин, 2012. – C. 36–39.Курочка, К.С. Моделирование распространения электромагнитного поля в ближней зоне металлической частицы методом конечных элементов / К.С. Курочка, А.А. Кухаренко // Материалы VII науч. конф. «Математическое и имитационное моделирование систем (МОДС – 2012)», 25–28 июня 2012 г., Украина / Черниговский гос. техн. ун-т. – Чернигов – Жукин, 2012. – C. 36–39.Sadiku, M.N.O. Numerical Techniques in Electromagnetics / M.N.O. Sadiku. – 2nd ed. – London : CRC Press, 2003.Sadiku, M.N.O. Numerical Techniques in Electromagnetics / M.N.O. Sadiku. – 2nd ed. – London : CRC Press, 2003.

The authors declare that there are no conflicts of interest present.