基于波导模式正交的新吸收边界条件

提出了一种可同时吸收波导内行波和雕落波型的新型吸收边界条件.与常规的吸收边界条件相结合,在这种新的吸收边界条件下,可将边界紧置于不连续区附近而保持计算精度,使计算时间和对计算机内存的要求都大大下降.数值计算的例子表明用新的边界条件计算出的结果与用常用吸收边界条件计算出的结果吻合得很好.     

时域有限差分法的优化吸收边界条件

基于单向波算子,给出了一个形式简洁的Ｎ阶优化吸收边界条件,给出了确定其参量的方法．数值结果表明,对于特定电磁问题,适当选择参量,优化吸收边界条件优于同阶Ｍｕｒ吸收边界条件．     

地震声波数值模拟中的吸收边界条件

在地震波传播的数值模拟中,在有限区域建立吸收边界条件是一个很重要的问题。在不同类型的吸收边界条件中,比较经典的是Clayton和Engquist提出的Clayton-Engquist吸收边界条件;PML吸收边界条件是Berenger在1994年提出的一种新的人工边界条件。这种边界条件几乎达到零反射。在地震波传播数值模拟中,PML已经被用于速度应力形式的一阶声波方程,而尚未被应用于位移形式的二阶声波方程。推导了二阶位移形式的PML公式,并应用于声波方程的数值模拟中;通过数值例子,与被传统应用的CE吸收边界条件作了比较。     

带有点源和非局部边界条件的抛物方程解的爆破模式

研究了带点源和非局部边界条件的)物方程,讨论了局部源和非局部边界条件对方程解的爆破性质的影响,得到了在一定条件下的爆破解的爆破模式。     

吸收边界条件在全空间瞬变电磁计算中的应用

吸收边界条件对于全空间瞬变电磁计算的稳定性和精确性是至关重要的.将Laplace方程应用于巷道中,避免了对巷道内空气电阻率的设置;将廖氏边界条件进行必要的修正,导出了适用于扩散方程的新的吸收边界条件;计算了新边界条件的应用效果和巷道底板内低阻薄板的响应特征.结果表明:巷道边界两侧瞬变场的扩散速度明显改变;应用Dirichlet边界条件使边界处的磁场约在0.05 ms后发生畸变,并对计算区域内部磁场产生影响,而新吸收边界条件采用N=4阶精度并取控制系数为β=0.9时,计算的磁场值与理论值具有相同的衰减规律,该方法能较好的反映出薄板的位置及倾斜角度.新的吸收边界条件适用于全空间瞬变电磁场的有限差分计算.     

复杂支撑梁桥中缺陷与边界条件的耦合识别

对各类边界条件的局部劣化梁桥进行了结构分析,引入了弹性铰模拟局部劣化区对梁桥变形的影响,建立了含局部劣化梁的挠曲线近似表达式。在此基础上给出了局部劣化复杂支撑架的物性参数和边界条件进行耦合识别的算法,用有限元结构分析结果模拟传感器埋设占煌挠度实测值,对两端固支超静定梁的断裂参数和边界条件进行耦合识别的算例结果表明,模型构造合理,迭代过程收敛快,算法简便,精度高。     

复杂支撑梁桥中缺陷与边界条件的耦合识别

对各类边界条件的局部劣化梁桥进行了结构分析,引入弹性铰模拟局部劣化区对梁桥变形的影响,建立了含局部劣化梁的挠曲线近似表达式。在此基础上给出了对局部劣化复杂支撑梁的物性参数和边界条件进行耦合识别的算法。用有限元结构分析结果模拟传感器埋设点的挠度实测值,对两端固支超静定梁的断裂参数和边界条件进行耦合识别的算例结果表明,模型构造合理,迭代过程收敛快,算法简便,精度高。     

一种基于单向波方程的频域二阶吸收边界条件

文中推导了直角坐标系和圆柱坐标系中的频域二阶单向波方程,对他们进行了适当的离散化处理,分别得出了直角坐标系和圆柱坐标系中的二维二阶吸收边界条件。计算表明,这些吸收边界条件具有二阶精度,文中给出了一个计算实例,结果是令人满意的。     

声波方程逆时偏移中的无分裂PML吸收边界条件

逆时偏移是当前地震资料处理的前沿技术,吸收边界条件是逆时偏移技术的重要组成部分。目前,业界常用的基于波场分裂思路的完全匹配层PML(Perfectly Matched Layer)吸收边界条件在改善边界吸收效果和改进偏移成像质量方面发挥了巨大作用,但这种方法需要在边界处为分裂后的各个分量开辟额外的内存空间,且需要分边角处理,增加了逆时偏移技术的内存负担和计算开销。为了减少内存负担和提高计算效率,首先从双程声波方程出发,推导了声波方程的无分裂PML吸收边界条件,然后给出该边界条件下波动方程逆时延拓的数值实现过程。理论分析和模型实验结果得到:无分裂PML边界条件具有与分裂算法相同的边界吸收效果,并且基于无分裂PML的逆时偏移算法效率更高,更便于程序代码的编写和GPU(Graphic Processing Unit)的并行实现。     

波导不连续性的时域分析

利用时域有限差分法分析了标准矩形波导内的各种不连续结构。采用理想匹配层边界条件以有效吸收边界面上的出射波，并与色散边界条件的吸收效果作比较。然后，给出了主模工作下各种波导不连续结构的等效双端口网络参数     

超吸收边界条件在地质雷达剖面正演中的应用

运用时域有限差分法正演地质雷达剖面时,边界条件的吸收特性对计算结果起着关键性作用．为了使截断边界的影响尽可能小,对边界条件的吸收特性进行了研究,提出了超吸收技术,让电场与磁场分量同时参与边界条件的计算,采用误差抵消的原理,首先减小截断边界对磁场分量的畸变,进而以此比较精确的磁场值重新计算边界上的电场,从而得到更加精确的电磁场值．数值试验表明,它能有效地减小截断边界的伪反射,提高计算精度．把这一技术用于地质雷达剖面的正演合成,得到了满意结果．     

探地雷达数值模拟的吸收边界条件研究

运用时域有限差分法实现探地雷达数值模拟时,边界条件的吸收特性对计算结果起着关键性作用。目前应用于探地雷达数值模拟的吸收边界有：Mur二阶吸收边界、超吸收边界和完全匹配层,本文引入一种新的吸收边界：单轴各向异性理想匹配层（UPML）,实现对有损耗介质中雷达波传播的数值模拟;并在激励源子波中心频率分别为100MHz、500MHz和1000MHz的情况下,以二维空间中的电偶极子辐射作为算例对Mur二阶、广义完全匹配层（GPML）和UPML吸收边界的全局误差进行比较,结果显示在不同频率下,UPML的计算精度都较Mur二阶吸收边界和GPML高;最后,应用该方法对两种常见的探地雷达模型进行正演剖面合成,取得了较好的结果。     

A generalized theory on the penetrating boundary conditions

A generalized formula for penetrating boundary conditions is derived based on the Z-transform. The well-known absorbing boundary conditions (ABCs), such as the Mur's ABC, and Liao's ABC, can be deduced from the formula. Furthermore, some new ABCs can also be deduced from it. The stability of these ABCs are demonstrated via Von Neumann method and their validity is verified by numerical examples.     

光热辐射计量术(PTR)理论

本文建立了光热辐射计量术中的热传导方程式和新的热流守恒边界条件。由于光吸收而产生的温度分布就是该方程的解,并对由光热信号所产生的热薄层和热厚层进行了讨论。并指出了光热辐射计量术这种新的计量技术的理论研究具有独特意义。     

三维层叠微带天线的FDTD模拟

借助Maxwell方程组,将时域有限差分法应用于实验室研制的新型层叠式微机械微带贴片天线的建模和分析,并根据数值模拟结果讨论了天线的特性参数。根据实际情况,灵活地给出了各边界的近似吸收边界条件,有效地减少了存储空间和计算时间。     

结合频域有限差分法分析二维柱体电磁散射

引入多波前算法,提出了结合频域有限差分法分析二维柱体的电磁散射问题。数值计算过程中利用Mur's二阶吸收边界条件和场平均吸收条件截断网格;作为算例,分析了一无限长理想导体柱对平面电磁波的散射,由于使用了多波前算法求解差分矩阵方程,大大地减少了计算时间,数值结果表明了该方法的有效性。     

预条件共轭梯度法在频域有限差分法分析二维柱体电磁散射问题中的应用

本文引入预条件共轭梯度法，提出了结合频域有限差分法结合分析二维柱体的电磁散射问题，数值计算过程中利用Mur二阶吸收边界条件和场平均吸收条件截断网格。作为算例，文中分析了一无限长理想导体柱对平面电磁波的散射，由于使用了预条件共轭梯度法求解差分矩阵方程，从而减少了计算时间。数值结果表明了该方法的有效性。     

平面光波导数值分析的一种新方法

用有限时域差分法直接求解了依赖时间的麦克斯韦旋度方程,得到了一维电磁场的有限时域差分公式.在此基础上,利用吸收边界条件计算了简单三层对称平面光波导中TE模的光场分布,得到了任意截面上光场的分布.     

卫星模型散射FDTD计算的共形边界研究

根据卫星模型太阳能帆板平面相对卫星主体较大的特点,提出了共形边界的概念,即总场边界、外推边界和吸收边界的几何形状与目标外形轮廓相同．并把它应用在卫星模型时域有限差分(FDTD)计算中,以减少FDTD计算及存储量．首先讨论了FDTD方法中3种边界的共形处理方法,特别针对270°拐角处吸收边界的处理进行了详细分析．通过电偶极子辐射验证共形吸收边界具有良好的吸收外行波的性能．最后给出卫星模型远区后向散射时域波形,与常规长方体边界FDTD计算结果相符,验证了共形边界理论在FDTD计算应用中的正确性．卫星模型采用共形边界后节省内存约40. 7％,缩短了计算时间,改善了计算性能．     

具有结构阻尼和外阻尼的非线性梁方程的强全局吸引子

对具有结构阻尼和外阻尼的更一般的非线性粘弹性梁方程,在夹钳边界条件和初始条件下,利用Galerkin方法,并结合先验估计,证明了系统的整体强解的存在唯一性;通过先验估计,并结合一些不等式,证明了系统的有界吸收集的存在性;利用已知的验证紧性的方法,证明了系统所确定的半群的紧致性,从而证明了非线性粘弹性梁方程系统的强的整体吸引子的存在性.