共形时域有限差分法在不同形状微带贴片天线特性分析中的应用

应用共形时域有限差分法(CFDTD)对不同形状微带贴片天线的特性进行了有效的分析。为了提高计算精度,对天线激励源、导体贴片等组成部分进行了预处理。通过对时域结果的傅立叶变换,得到与频率有关的天线特性参数。实际制作并测试了五角形和椭圆形贴片微带天线的反射损耗和辐射场方向图,并与CFDTD仿真结果进行了比较。结果吻合良好,表明该方法对复杂微带天线的分析非常有效。     

一种可穿越介质的二维时域有限差分亚网格技术

介绍了一种二维时域有限差分方法的亚网格技术,其中粗细网格的划分比为２。由于粗细网格的特殊排布,该方法可以应用于亚网格边界穿越介质的情形。通过计算测试,精细网络边界的反射系数小于－４５ｄＢ,所编程序具有很好的稳定性。     

有物体群的多连通域有限差分网格自动生成

用有限差分方法解算了坐标变换偏微分方程式,创建了便于多连通域差分计算的非正交网格,列出了坐标变换的迭代计算差分方程式,计算了三个算例,绘制了各算例的网格图形和表明变换对应关系的图形边界坐标示意图,讨论了一些迭代计算技术问题。     

有源集成天线的时域有限差分法分析

将有源器件Gunn管的非线性集中模型直接编入时域有限差分算法，分析了有源天线的时域瞬态响应，计算结果基本上和实验结果吻合，为有源天线的分析设计提供了一条新的途径。     

声电耦合场的时域有限差分方法

将时域有限差分(FDTD)方法拓展到声电耦合场的仿真领域。在电磁场、声场FDTD方法的基础上，采用一种新的适合分析声电耦合场的差分离散方式，从而使FDTD方法完全适用于声电耦合场。这是FDTD方法用于声电耦合场模拟的初步尝试，仅通过一维压电媒质的例子来说明方法的可行性，仿真了正弦声源激励下，声场、电磁场的传播和耦合，二维和三维的对应仿真将陆续报道。     

覆盖层和空气隙对微带贴片天线影响的研究

应用时域有限差分法模拟同轴线馈电贴片天线的瞬态特性,分析了具覆盖层和空气隙的微带贴片天线,提取出谐振频率结果与实验结果吻合较好。求解了带宽和辐射方向图,并讨论了介质覆盖和空气隙对天线谐振频率和辐射特性的影响。     

利用交错网格有限差分方法对场地进行动力反应分析

本文提出利用交错网格差分技术对浅层场地进行动力反应分析.通过模拟地震波在场地中的传播达到对场地的动力分析,场地动力性能通过计算得到的应力和速度表现出来.并用此方法研究了某一非线性场地,将一维场地的计算结果与现有的集中质量法和著名的SHAKE程序得到的结果进行了比较验证,结果表明利用此差分技术对浅层场地进行动力分析的可行性,而且此法还能反应地震波的频率特性.     

一种混合时域有限差分方法

给出一种基于ＦＥ－ＴＤ方法和Ｄｕｆｏｒｔ－Ｆｒａｎｋｌｅ有限差分方法的混合数值算法，以计算不均匀导电地层中的瞬态电磁场，该法提供了一种用于模拟具有任意时间波形的电磁脉冲在大地深层的传播的方法，且所需ＣＰＵ时间比ＦＤ－ＴＤ法少得多，通过与ＦＤ－ＴＤ法比较，证明了该方法的可靠性。     

二维半空间时域有限差分瞬态场外推方法

提出用于二维半空间时域有限差分的瞬态场外推计算方法． 该方法把上半空间远区场分作3部分：第1部分是上半空间外推边界上电磁流辐射场沿直达波路径的贡献;第2部分是该电磁流辐射场沿反射波路径的贡献;第3部分是下半空间外推边界上电磁流辐射场沿透射波路径的贡献． 关于后两部分的计算要点是: 用斯奈尔定律确定外推边界上电磁流辐射场的反射点和透射点,并把它们投影至沿观察点方向的时间盒子中;计算电磁波从等效源至反射点或透射点所需的时间,以此确定真正的投影时间盒子;用相应极化波的反射或透射系数作为沿反射或透射路径对远场贡献的比例系数;最后用两个模型验证二维半空间瞬态场外推算法．计算结果与已报道成果具有很好的一致性．     

三维有限差分前处理系统的研究和实现

从实体造型、网格划分和网格显示三大主要功能模块介绍三维有限差分前处理系统的研制.采用CSG_BRep模型进行实体造型,引入快速成形中的切片分层技术,完成复杂实体模型的三维有限差分网格的自动划分,提出了一种快速剔除实体内部完全不可见网格面(线)的消隐算法,极大的提高了网格图的绘制速度.针对网格划分产生的零星空网格的问题,采用降维思想,提出了将同一条扫描线上,交点距离小于一倍网格步长的两个交点合并为一个交点,从根本上消除了零星空网格.     

基于实体造型的有限差分计算前置处理

介绍基于实体造型的有限差分计算前置处理系统。在被计算物体的实体模型建立后，通过交互定义正交网格，自动生成单元材质信息并可真实地显示物体的计算模型，使前置处理过程图形化、自动化。     

三维实体有限差分网络自动生成策略的研究

计算机数值模拟技术是工程计算中的一个重要环节。应用这种技术对温度场,流场和应力场等进行模拟分析,可为工程设计提供可靠的依据,而网格剖分则是数据模拟以前处理技术的重要组成部发。     

瞬态电磁场三维时域有限差分模拟研究

该文使用三维时域有限差分方法对在不同环境中的0.1~0.1T Hz电磁波场进行数值模拟。以高斯脉冲作为源电流信号研究了导电全空间中电偶极子场,并对海底低阻地质模型的电磁响应做了模拟计算;对隧道含水裂缝异常的回线源瞬变电磁响应进行了分析;对超宽带穿墙探测模型做了模拟计算,进一步在超宽带电磁波与窄带电磁波对钢筋混凝土的探测模拟结果做了对比分析;用FDTD-PIC软件对94 GHz折变回旋振荡管TE6,2模产生过程做了模拟计算,指出模拟中存在的问题,最后对时域有限差分程序的并行做了分析,提出用时域有限差分方法研发回旋管瞬态场三维模拟软件的思路。     

基于频域网络模型的有源器件时域有限差分建模方法

在微波有源电路建模过程中，由于有些器件内部的等效电路复杂或者不能得到该器件的内部等效电路，无法采用传统的时域有限差分（FDTD）方法对该器件进行建模.为此提出了一种基于频域网络模型的有源器件FDTD建模方法.通过实验测量有源器件在包含器件工作频段的频域网络参数（如S参数），结合该器件的物理尺寸进行建模.应用有源器件的频域网络参数，忽略了器件的内部电路结构，使该算法可以对具有任意复杂内部结构的有源器件进行建模；采用包含器件物理尺寸的建模方法，可以在FDTD算法中建立有源器件的三维电磁模型，提高了建模精度.通过对一个工作频率为6 GHz的场效应管（FET）放大电路的建模过程的描述验证了该方法的可行性.该方法无须依赖于有源器件内部的电路结构，具有较高的建模精度.     

新型短波通讯天线的计算机仿真

作者研究了一种通讯短波宽带共形线天线,并利用时域有限差分算法（FDTD）仿真计算,经过优化和匹配电路的加载,得出天线在短波10-90MHz频率下的反射系数、输入阻抗、电压驻波比、辐射方向图。在决定匹配电路参量过程中使用了最优搜寻法和梯度法。该天线具有小型宽带、平面共形特点,可加载于车辆、低速飞机等移动载体上。     

R-FDTD法计算圆柱形单极天线辐射场

采用一种高存储效率的改进时域有限差分算法对圆柱形单极天线进行了分析,得到了近场、远场的瞬态分布和天线辐射的物理过程;与普通时域有限差分算法的分析结果进行比较,所得的数值结果具有较高精度,节省了存储量和计算时间。     

圆柱共形微带线辐射特性的理论分析

导出了涂覆无耗介质层的无限长金属圆柱结构的并矢格林函以及与这种结构共形的微带天线场的一般表达式。基于该表达式，分析了介质层厚度，介电常数和圆柱半径对圆柱共形微带线辐射性物的影响。     

具覆盖层微带贴片天线的时域有限差分法分析

采用时域有限差分法模拟了具有覆盖层微带贴片天线的瞬态特性 ,为实现含多种介质复杂结构天线的分析应用理想匹配层吸收边界条件和网格共形技术模拟同轴线的馈电 ,求解出与实验结果有极好的吻合的谐振频率 ,并进一步求解辐射方向图 ,讨论了不同介质覆盖和空气隙对微带贴片天线谐振频率和辐射特性的影响 .     

基于非等距网格的紧致差分方法与经典差分方法的比较

采用泰勒展式系数匹配的方法构造出了非等距网格系统的紧致差分格式,并分析了其截断误差.与经典差分方法进行比较发现,紧致差分格式的基架要少于同价精度的经典差分格式,同价截断误差的紧致差分格式比经典差分格式计算误差小,非等距网格下紧致差分格式对网格的依赖性比经典差分格式强,网格对计算精度的影响较大.     

一种电磁场-传输线组合的时域有限差分方法

气体绝缘开关设备(GIS)的传输结构主要由均匀传输线结构和三维非传输线结构组成,为了准确高效地计算GIS设备中开关操作产生的快速瞬态过电压(VFTO),提出了一种电磁场-传输线组合的时域有限差分方法 (3D-1D FDTD),即分别采用三维电磁场时域有限差分方法和均匀传输线时域有限差分方法对GIS设备的三维非传输线结构和均匀传输线结构进行建模和时域计算。讨论了衔接电磁场与传输线的耦合边界条件和计算迭代格式的稳定条件,并以一段GIS设备长直管母线为例,计算了不同位置的瞬态电压和瞬态电流,将计算结果与纯一维传输线等效电路模型的计算结果进行对比,验证了本文方法的有效性。