Computational Electromagnetics (CEM)

Simulación electromagnética avanzada con alta precisión y escalabilidad

HEMCUVE/M3

El simulador

El grupo SC7-B lleva desde el año 1996 trabajando en el desarrollo de un simulador electromagnético de altas prestaciones basado en soluciones full-wave, por tanto rigurosas/exactas. Se trata del simulador inicialmente conocido como HEMCUVE, hoy en día, denominado M3. Este simulador reúne tres características que lo hacen competitivo: exactitud, rapidez y escalabilidad.

El código nace en la Universidad de Vigo, pero con la colaboración de dos investigadores a la Universidad de Extremadura (Luis Landesa y José Manuel Taboada, actualmente ambos, catedráticos de dicha institución universitaria), por lo tanto, un código con raíces tanto en la Universidad viguesa como en la extremeña.

Un producto muy avanzado

Características del software M3

Combinaciones integrales

Permite combinar todas las variantes de las ecuaciones integrales para los campos eléctrico y magnético: T-EFIE, T-MFIE, N-EFIE, N-MFIE, JMCFIE, PMCHWT, CTF, CNF; lo cual es imprescindible para modelar de manera precisa problemas realmente complejos, incluyendo multitud de materiales diferentes y elevados niveles de detalle y operando en un margen muy elevado de frecuencias.

Funciones Multi-región

Incluye funciones base Multi-region (MR) para garantizar el cumplimiento de las condiciones de contorno en las regiones de contacto eléctrico entre múltiples materiales. Estas funciones evitan la aparición de soluciones espurias que restarían fiabilidad a las predicciones alcanzadas.

Precisión garantizada

Incluye extracción y evaluación analítica de las integrales singulares e hipersingulares de la función de Green tridimensional y sus derivadas espaciales, lo cual es un requisito fundamental para garantizar la precisión/exactitud de la simulación.

Descomposición avanzada

Incorpora un algoritmo muy avanzado de descomposición de dominios basado en ecuación integral (Integral Equation Domain Decomposition Method, IE-DDM), que permite aislar y resolver de manera efectiva problemas de gran complejidad con un fuerte componente multiescala, como los necesarios en problemas reales. En un problema real se combinan diferentes niveles de complejidad, nivel de detalle y materiales.

Paralelización escalable

La inclusión del algoritmo MLFMA-FFT y su paralelización con OpenMP y MPI permiten usar grandes recursos de computación (clusters de servidores). Este método, uno de los tres avances más importantes en HPC para electromagnetismo, permite al software M3 resolver problemas grandes y caracterizar problemas reales con alta escalabilidad.

Alta capacidad y competitividad

Liderazgo en simulación electromagnética

El software de simulación M3 está basado en la resolución exacta de las ecuaciones de Maxwell en su forma integral, que es la alternativa más exacta y versátil para la resolución de problemas de simulación electromagnética. M3 es, hoy en día, uno de los códigos de análisis electromagnético full-wave más potentes, rápidos y precisos del mundo, habiendo alcanzado una posición de prestigio y liderazgo a nivel mundial. HEMCUVE/M3 ha sido galardonado con premios científicos* de relevancia en el ámbito internacional, durante muchos años ostentó el récord mundial en electromagnetismo computacional, alcanzado en agosto de 2010 al resolver un problema electromagnético real con más de mil millones de incógnitas.

La precisión/validez de las simulaciones realizadas con el código M3 ha sido certificada por el CEMEDEM (Centro de Medidas Electromagnéticas de la Armada) mediante la realización de diversas campañas de medidas a bordo de diversos buques. El software M3 no es un producto comercial, se trata de un producto que está en constante desarrollo, de ahí su alta capacidad y competitividad. Su utilización se ofrece a los sectores industriales y productivos en modalidad de SaaS. Se ha utilizado con éxito en numerosos proyectos, destacando, entre otros, el diseño del tejido electromagnético del topside de los buques de nueva generación de la Armada Española durante los últimos 20 años (E3).