计算电磁学的进展和展望

近年来,随着计算机技术水平的不断提高,逐渐产生了计算电磁学概念,它作为一门新兴的学科,其研究的范围非常广阔,涉及了电子学等多个学科领域.早期出现的计算电磁学主要就是将现有的多种数值算法,直接的运用到相关的工程问题和电磁理论中去,并且已经取得了良好的成果.基于此,本文通过对计算电磁学的进展情况进行分析探究,并对计算电磁学的未来发展进行展望.     

计算电磁学中电工钢片磁特性模型研究的新进展

电工钢片具有复杂的非线性磁特性，是电工产品中应用最广泛的磁性材料.为了降低能耗、实现产品综合性能的优化设计，需要在电机、电器电磁场数值分析中实现对电工钢片磁特性的精确模拟.讨论了计算电磁学中电工钢片磁特性模型研究中的几个主要问题，包括磁性材料各种磁滞模型的基本思想、不同模型的优点和局限性、电工钢片磁特性测量方法的研究进展以及与磁特性模型相对应的电磁场分析方法的研究现状.     

计算电磁学中稠密线性方程组的迭代求解

针对计算电磁学中产生的大型稠密复对称非共轭线性方程组。总结和讨论了这几年发展和流行的Krylov，子空间迭代算法和预条件技术．数据计算表明采用带双阈值的不完全LU分解(ILUT)预条件处理的BiCGSTAB和GMRES迭代方法比较适合求解计算电磁学中产生的大型稠密复对称非共轭线性方程组，它们不但可以获得较快的收敛，而且整个构建和存储代价也很小．     

大学物理电磁学部分生动形象化教学研究

针对大学物理电磁学的教学特点,引入数值计算和科研课题环节,使基本概念和现象能够得到鲜明直观的表现,同时突出教学中的理论应用,注重学生物理素质、创新思维和实验能力的培养。     

瞬变电磁响应的计算

对瞬变电磁响应的计算中采取的延迟谱方法和广义逆方法作了一些探讨,对积分计算的技巧进行较为详细的讨论,并给出数值实例和程序运行结果。     

瞬变电磁响应的计算

对瞬变电磁响应的计算中采取的延迟谱方法和广义逆方法作了一些探讨,对积分计算的技七进行较为详细的讨论,并给出数值实例和程序运行结果。     

双层转子感应电动机电磁转矩的计算方法研究

提出了基于磁场的双层转子感应电动机的电磁转矩数值方法．该方法的基本思想是以涡流场的数值计算为核心，跨越双层转子分布参数的求取环节，直接由涡流场计算所得场量作电磁转矩数值计算．与从等效电路理论出发的方法相比，计算准确性明显提高．     

双层实心转子异步电动机电磁转矩的磁场计算方法

提出了双层实心转子异步电动机电磁转矩的磁场计算方法。其基本思想是以涡流场的数值计算为核心,跨越双层实心转子分布参数的求取环节,直接由涡流场计算所得场量进行电磁转矩数值计算。与从等效电路理论出发的方法相比,计算准确性明显提高。     

第八届中国国际电磁学讨论会隆重召开

为期4天的"第八届中国国际电磁学讨论会"于2007年10月11日-14日在长江大学隆重召开。本次会议由中国地球物理学会地球电磁学专业委员会主办,长江大学"油气资源与勘探技术"教育部重点实验室承办。来自美国、加拿大、挪威、北京大学、中国地质大学,长江大学和国家地震局等单位的百余名国内外电磁学专家齐聚历史文化名城荆州,共同交流和探讨地球电磁学研究的新成果和新进展。中国科学院院士、湖北省地球物理学会理事长许厚泽院士出席了会议并且发表了热情洋溢的讲话。许院士对长江大学在电磁研究领域取得的成果给予充分肯定,他认为长江大学在电…     

面向高分辨SAR仿真的典型目标电磁散射快速计算方法

高分辨率SAR图像典型目标仿真对于目标特征提取及检测识别具有重要意义。本文以高分辨率SAR目标仿真需求出发,研究了具有工程可实现性的典型目标数值电磁计算的实现方法。文章以数值电磁计算的基本原理出发,研究了电大尺寸目标的多机多线程数值电磁计算快速实现方法,并以典型目标为例对方法的计算效率进行了分析,并结合SAR图像成像仿真过程对算法的在SAR图像中的成像结果进行了比较。结果表明本文提出的方法可以有效地用于高分辨率SAR典型目标成像特性的仿真。     

辅助激励源区域分解算法在电磁散射问题中的应用

针对电大问题，提出了一种基于辅助激励源的区域分解算法．首先把原求解区域划分成若干个子区域，显著地降低了原问题的规模和复杂度．在子区域分界面上引入虚拟的辅助激励源以交换信息，建立了相应的矩阵方程及其快速求解算法．一旦获得了辅助激励源，即可并行地计算各子区域内部的场．与传统算法相比，该算法有效地提高了计算效率和计算精度，降低了存储量；此外，它特别适合于求解具有几何重复性特征的结构，如栅格、光子带隙／电磁带隙、频率选择表面等．     

基于FDTD/MoM方法的同轴电缆孔缝辐射效应研究

利用时域有限差分法(FDTD,finite difference time domain)和矩量法(MoM,method of moment)等方法对同轴电缆的孔缝电磁辐射建模,研究了同轴电缆在传输数字信号时的孔缝电磁辐射规律和引起的信息泄漏现象;通过对同轴电缆孔缝电磁辐射的远场信息截获和复现的仿真研究表明,可以实现对计算机信息泄漏的远距离截获,并复现其原始文字信息.     

Characteristic-Based Time Domain Method for Cylindrically Conformal Microstrip Patch Antennas

The characteristics of a cylindrical conformal microstrip patch antenna are analyzed by using the characteristic-based time domain （CBTD） method. A governing equation in the cylindrical coordinate system is formulated directly to facilitate the analysis of cylindrically conformal microstrip patch antennas. The algorithm has second-order accuracy both in time and space domain and has the potential to eliminate the spurious wave reflection from the numerical boundaries of the computational domain, Numerical results demonstrate the important merits and accuracy of the proposed technique in computational electromagnetics,     

基于E,H为变量点匹配时域有限元法计算点源的问题及改进

点匹配时域有限元方法,是继时域有限差分方法后,又一重要的电磁场时域数值分析方法。在应用该方法计算点源的散射场时,发现这种方法的缺陷,每两个相邻节点上的电场强度(或磁场强度)计算结果不连续。对于点匹配时域有限元法的上述缺陷,给出理论上的解释。对于二维问题,给出了改进的方法,克服了点匹配时域有限元法电场强度(或磁场强度)计算结果不连续的缺陷,计算结果与时域有限差分方法或解析结果吻合。     

瞬变电磁场响应计算的频—时域转换方法综述

瞬变电磁场响应的计算一般有两种途径：在时间域求解或在频率域求解,然后把计算结果转换到时间域。本文回顾与评述了国内外瞬变电磁场响应计算的频-时域转换方法。迄今,国内外发展起来的频-时域转换方法主要有：傅立叶变换法、延迟谱方法、Gaver-Stehfest逆拉氏变换方法、数字滤波方法等。在详细阐述上述几种方法的基础上,针对不同的频-时域转换方法的计算精度和速度问题进行了比较,对其方法的优劣进行了总结与评述。     

电偶极子的电场和磁场的空间分布求解

利用电磁势和电场、磁场的关系,求解出匀速运动电偶极子的电场和磁场在三维空间内的分布,探索了将电磁势引入电磁学的途径。     

柱体电磁散射的无限元-区域分解算法

针对电大尺寸柱体散射问题。提出了无限元-部分基础解向量的区域分解算法，引入无限元方法截断计算空间．减少了每个子区域内的未知数和连接边界上的节点数．首先计算连接节点的部分基础解向量．再经过简单的线性组合即可获得原始问题的解．与传统算法相比，新算法减少了计算量和存储量．     

层状介质中大地电磁场信号时域阻抗分析

在大地电磁测深中观测得到的电磁场信号十分微弱,具有非稳定特性,观测信号易受到噪声的干扰,使用基于稳定电磁信号稳定的频率域阻抗张量的估计方法,导致计算的电阻率准确度差。为了能保证非稳定信号阻抗的准确性和可靠性,从频率域传递函数出发并对其求解,利用傅里叶变换得到时域传递函数,经过推导得到时间域中求解阻抗的表达式。最后模拟得到了层状介质中时域大地电磁测深曲线,并与频率域大地电磁理论曲线对比分析。结果表明:时域比频域估算阻抗或电阻率更准确。     

复杂环境中手机电磁辐射的比吸收率计算

针对如何精确、高效地计算复杂环境中手机电磁辐射比吸收率的问题,开展了有限元区域分解方法及其对于非周期结构目标的求解方法研究。结合有限元区域分解与并行计算技术,给出了一种分析手机辐射情况下人体局部比吸收率的高效方法。通过计算复杂分层人头模型,与商业软件进行对比,验证了该方法的正确性与计算效率。最后,将这种方法应用于车载环境中人头局部比吸收率仿真分析中,有限元求解网格量突破1000万,表明了该方法的计算能力。     

矩量法中线和面模型建立的应用研究

矩量法是一种求解线性方程的普遍方法.基于Numerical Electromagnetics Code2(NEC2)软件,分析了矩量法中线模型及表面模型的建立,并针对圆柱及圆锥面,提出了不同的表面分块方法,对其关键参数进行了检验并对结果进行了分析.