RT Generic
T1 Implementación de un asistente para la mejora de interfaz gráfica de usuario. Validación de un código basado en el método de elementos finitos
A1 García Sánchez, David
AB Una de las líneas de trabajo del grupo de investigación con el que colaboro en la realización de este Proyecto Final de Carrera (PFC), es el diseño e implementación de uncódigo de simulación electromagnética basado en el Método de los Elementos Finitos(FEM), ya sea para el análisis de radiación de antenas, cálculo de la sección Radar dediversos objetos o el análisis de estructuras de guiaondas. Además, para que este códigode simulación sea utilizable, dentro del propio grupo de investigación, también se realizael desarrollo de una interfaz gráfica de usuario (GUI) que facilita la generación de losficheros de entrada del mismo.Existen dos aspectos críticos para lograr que una herramienta software de este tipo puedaser utilizada por investigadores. El primero de ellos es realizar un exhaustivo procesode validación/verificación de sus resultados. Además, para que la curva de aprendizajeinherente en estas herramientas sea lo mas rápida posible, es necesario que tenga unainterfaz gráfica de usuario sencilla y, sobre todo, muy fácil de usar. Es, por tanto, enestos dos puntos donde se centra la realización del presente PFC.Por un lado, este PFC presenta el desarrollo de un "wizard" o asistente que facilitael modelado geométrico de estructuras complejas, de tal forma que la creación de lospuertos de excitación de las antenas o guías de onda pueda realizarse de forma sencillay rápida. De este modo, se implementa una mejora en la mencionada GUI, ayudando ala usabilidad de la misma. La implementación del asistente se ha realizado utilizando ellenguaje de programación TCL-TK, que es el lenguaje usado previamente en el desarrollode la GUI existente. En concreto, este "wizard"permite generar guías de onda y cablescoaxiales en tres simples pasos, en los que el asistente pregunta al usuario por el tipode excitación, la localización y los parámetros característicos de la estructura. Una vezcompletados los tres pasos, el asistente genera las entidades que forman el modelo y lomuestra en pantalla para que el usuario contin ue con el proceso de simulación.Además, completando de este modo el trabajo relacionado con la mejora de la GUI,se ha elaborado un manual de usuario, que sirve de tutorial e incluye una explicacióndetallada de como usar el asistente paso por paso mediante dos ejemplos: la creación deuna antena de tipo bocina y la creación de una antena tipo parche.Por otra parte, y tal y como se ha mencionado anteriormente, para que todo código seaconfiable, debe pasar por un proceso de validación de resultados. De este modo, durantela realización de este PFC, se han validado los resultados dados por el código de ElementosFinitos, tanto en el análisis de problemas de radiación como en el análisis deestructuras de guiaondas. Dichos resultados han sido comparados con resultados analíticosy con los resultados dados por códigos comerciales de simulación electromágneticapara una correcta comprobación. Además, y para que puedan ser utilizadas en el futurocomo batería de pruebas de los códigos que se implementen en el grupo de investigacióncon el que colaboro, todas las pruebas y simulaciones han sido documentadas, para enbase a estos datos, obtener conclusiones sobre el tamaño de los elementos y los tiemposde simulación más eficientes en cada problema analizado.
AB This project is carried out as part of a research line that consists on the design andthe implementation of an electromagnetic simulation code based on the Finite ElementMethod (FEM). The code is able to analyze different kind of problem such as antennaradiation, radar cross section analysis and the simulation of waveguide structure. Inorder to ensure the usability of this code, the research group where I work doing thisproject, has another research line based on the implementation of a graphical userinterface (GUI) that helps in the generation of the code input files.There are two critical aspects when creating software tools to be used by researchers:the first one is to perform an accurate and comprehensive process of validation andverification of their results and the second one is to have an intuitive and easy-to-useGUI that makes the learning curve as fast as possible. This project is focusing on thosetwo key aspects.On one hand, this project presents the development of a "wizard"that facilitates thegeometric modeling of complex structures, as for instance, the easy creation of antennaexcitation ports or the generation of waveguide ports as well. In this way, the mentionedGUI has been improved making it more usable. The implementation of the wizard hasbeen done using the programming language TCL-TK. This "wizard.allows the generationof waveguide ports and coaxial cables in three simple steps. During these steps, thewizard will ask the user which type of excitation, localization and characteristic parametersto set. Once these three steps are complete, the wizard generates the entitiesthat form the model showing the result on the screen. Additionally to the improvementof the GUI, a user manual has been created in order to provide detailed information tothe user about how to use the wizard. It contains two examples illustrating the creationof a horn antenna as well as patch antenna.On the other hand, in order to make this code reliable, it needs to fulfill a process forthe validation of the results. In this regard, the results provided by the finite elementmethod code have been validated for the analysis of radiation problems and waveguideproblems as well. These results have been compared to the analytical results and theresults provided by commercial codes in order to proof their veracity.Furthermore, all the benchmarks have been documented in order to have a report forfuture uses (the report can be used by future researcher of the group to verify their codes)reaching conclusions about the size of the elements and the most e cient simulationtimes for each benchmark.
YR 2017
FD 2017
LK https://hdl.handle.net/10016/32805
UL https://hdl.handle.net/10016/32805
LA spa
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RD 17 jul. 2024