金属-介质混合目标电磁散射的P-FFT快速求解

针对任意形状金属-介质混合目标的电磁散射问题,使用矩量法将体-面结合的积分方程(VSIE)转换成线性方程组,并利用预修正快速傅立叶变换(P-FFT)方法来进行快速求解.为减少直接计算和预修正的近区未知量个数,采用一种改进的模板拓扑.数值计算结果表明,基于VSIE的P-FFT方法可以高效准确地求解金属-介质混合目标的电磁散射问题,改进的模板拓扑可以显著减少近区未知量个数,从而减少算法的存储需求和计算时间.     

三维大纵横比目标散射的快速精确求解

采用积分方程法严格求解三维大纵横比目标的电磁散射。在积分方程法的迭代求解中用快速我极子法（ＦＭＭ）加速矩阵与矢量的相乘计算,同时运用快速傅里叶变换（ＦＦＴ）进一步提高快速多极子方法中的转换预计算,数值结果表明：这种快速多极子法－快速傅立叶变换方法（ＦＭＭ－ＦＦＴ）特别适合于三维大纵横比目标的散射求解。     

利用基于浮动模板的预修正快速傅里叶 变换方法快速求解三维介质体积分方程

利用预修正快速傅里叶变换方法结合矩量法快速求解三维介质散射问题的体积分方程,并引入一种新的模板拓扑结构,将投影及插值模板由固定改为浮动,以减少直接计算和预修正的近区未知量个数。数值计算结果表明,基于浮动模板的预修正快速傅里叶变换方法可以显著减少需要进行预修正的近区未知量个数,从而减少算法的存储需求和计算时间。     

非均匀介质结构中线天线辐射问题的有限元-边界积分方法

采用有限元边界积分方法,通过把所求解区域分成内外两部分,内场用有限元计算,外场用边界积分计算,分析了线天线辐射问题.边界积分采用伽略金方法处理,并用变换解决了积分方程的奇异性问题,最后给出了仿真结果.     

利用时域电场积分方程分析天线辐射问题

研究了基于矩量法和RWG三角基函数的隐式电场积分方程的时域算法,引入了一种激励源的时域设置方法.利用直接在时域加激励源的方法来分析天线辐射问题,所得时域数据经傅立叶变换可得到很宽频带的频域数据,与在频域逐个频点求解相比大大节省了计算时间.通过对几种典型天线的分析计算,验证了方法的正确性和算法的稳定性.     

精确稳定求解时域电场积分方程的一种新方法

时域电场、磁场和混合场积分方程已被广泛用来分析散射体的时域散射响应.基于适当的空间积分方法和隐式的时间步进算(MOT)法在求解时域磁场和混合场积分方程时总是稳定的,然而在求解TDEFIE时则是不稳定的.在本文中,时域电场积分方程的非奇异性积分采用标准的高斯求积法来计算;而利用参数坐标变换和极坐标变换将其奇异性积分转换成为可以分区域精确快速计算的非奇异性积分.通过数值实验表明,利用该方法可以非常精确稳定地求解时域电场积分方程,即使是在时间迭代后期也不必采用任何求平均的过程;另外,该方法可以用于任意时间基函数并可以推广到高阶空间基函数的情形.     

MLFMA/VIE矩量法快速分析介质天线罩的电磁性能

采用体积积分方程矩量法(VIE-MoM)结合多层快速多极子算法(MLFMA)解决任意形状多层非均匀介质天线罩电磁性能的快速精确分析问题.首先借助三维CAD软件几何建模技术及网格离散技术,建立了介质天线罩的实体模型并用四面体单元离散,接着利用MLFMA/VIE-MoM在介质区域内建立矩阵方程,计算出天线罩罩体区域的体极化电流,最终得到在罩体影响下的天线的远场辐射特性和功率传输效率.数值结果表明,采用VIE-MoM结合MLFMA来分析复杂结构介质天线罩电磁性能可明显节省内存需求,提高计算效率和计算精度.     

利用CCGM-FFT解格林函数在近场光学中的应用

利用共轭梯度法与快速傅立叶变换(CCGM-FFT)相结合的方法来研究近场多体散射问题.通过将求解的格林函数方程离散化,应用CCGM-FFT法来进行数值求解.由于CCGM减小了计算机内存,在CCGM迭代过程中矩阵与向量的乘积运算又采用了FFT算法,进而减少CPU的计算时间,因此可以有效的处理大尺寸三维目标的近场电磁散射.CCGM-FFT是一种有效的数值模拟方法,数值模拟结果为实验分析提供了参考.     

基于改进型双正切变换的高阶近奇异性精确积分方法研究

电磁场表面积分方程方法（SIE）中的高阶近奇异性积分是SIE精确求解的关键技术之一,但现有方法主要是处理平面单元建模中的低阶近奇异性问题,目前还没有一种可用于高阶曲面建模中3阶近奇异性的精确稳定积分方法.本文在前期提出的双正切变换方法（DAT）的基础上,针对高阶曲面建模中含有RR/R⁵、R/R⁴和1/R³等形式积分核的近奇异性问题,通过引入指数变换解决了DAT算法在近奇异点与源单元非常接近时算法不稳定的问题,并通过引入形函数变换解决了DAT近奇异点与源单元边界靠近时积分不稳定的问题,形成改进型双正切变换方法（IDAT）.相对于DAT,所提IDAT更稳定高效.所提IDAT不仅可用于曲面单元中的高阶近奇异性问题的精确积分,同时也适用于低阶近奇异积分问题.理论分析与数值算例验证了本文所提方法的精确性与稳定性.     

利用时间步进算法精确稳定求解时域积分方程

 时域阻抗矩阵元素的计算需要分别计算场单元和源单元上的空时积分,由于时间基函数的分域性以及时间基函数(如三角型时间基函数)导数的不连续性,使得采用高斯积分方法计算源单元上空时积分的计算精度较差且误差随着时间步长的减小而增大.本文通过将源单元上空时积分转变成为1D时间卷积分和1D空间解析积分来精确计算时域阻抗矩阵元素,并在此基础上利用时间步进算法求解了时域电场、磁场和混合场积分方程.通过计算实例表明该方法在较大的时间步长取值范围内均能确保时域积分方程时间步进算法求解的精度和后时稳定性.