任意磁偏角磁化等离子体的PLRC—FDTD算法

把运用于处理各向同性媒质的分段线性递归卷积时域有限差分(PLRC-FDTD)方法进行拓展,用它处理任意磁偏角磁化等离子体的电磁问题,给出了该算法相应的递推计算公式,计算了任意磁偏角磁化等离子体平板对电磁波的反射系数和透射系数,算法结果与解析解相比吻合很好,从而验证了该算法用于任意磁偏角磁化等离子体的有效性和高精度.此外,当电磁波传播方向与外加磁场方向成任意取向时,反射系数和透射系数幅度的图像形状是相似的,都在等离子体频率处发生一个明显的突变.     

磁化等离子体覆盖导体散射问题的FE/BI方法分析

基于矢量有限元方法和边界积分方程,推导了分析三维导体表面覆盖各向异性磁化等离子体电磁散射问题的矢量有限元/边界积分(FE/BI)方法公式,并将该方法推广到外磁场沿任意方向时磁化等离子体的情形。应用该方法计算了磁化等离子覆盖导体目标的双站雷达散射截面(RCS),分析了等离子体厚度、密度、碰撞频率和外磁场方向对雷达散射截面的影响。数值计算结果表明:在导体表面覆盖各向异性磁化等离子体并且选取合适的参数,能够有效地减少雷达散射截面。     

磁化等离子体覆盖二维导体目标FDTD分析

采用z变换方法把FDTD推广应用于二维各向异性色散介质－磁化等离子体中,该算法同时解决了电磁波在各向异性和频率色散介质中传播的问题,给出了各向异性磁化等离子体中FDTD迭代公式.计算了各向异性磁化等离子体涂敷Von Karman型导体柱前后其单站RCS的变化情况,分析了等离子体参数对其RCS的影响.结果表明恰当地选择等离子体参数能有效地减少目标的RCS.     

磁化等离子体涂覆目标散射特性的FDTD方法

基于分段线性递归卷积法(PLRC)把时域有限差分方法(FDTD)推广应用于三维各向异性磁化等离子体中,给出了三维计算公式,并且和电流密度卷积时域有限差分方法(JEC-FDTD)进行了对比,结果表明PLRC方法更精确.计算了磁化等离子体覆盖球锥体的双站雷达散射截面(RCS)与无涂敷以及涂敷非磁化等离子体球锥体的散射特性进行了对比,结果表明磁化等离子体有更加独特的特性.其隐身效果优于非磁化等离子体.     

磁化等离子体的并行三维JEC-FDTD算法及其应用

 给出了三维磁化等离子体的电流密度卷积－时域有限差分(JEC-FDTD)算法的迭代公式,指出该算法与一般FDTD算法实现并行时的不同:增加了电流密度的迭代,以及并行计算时在子域交界面上增加了一些数据的交换.并实现了基于MPI (Message Passing Interface)的并行JEC-FDTD算法.然后用计算涂覆等离子体的金属球的雷达散射截面(RCS)的算例验证了并行程序的可靠性,并测试了并行程序在某集群上的并行效率.最后计算了涂敷磁化等离子体的全尺寸飞机的单站RCS.结果表明并行JEC-FDTD算法是可靠的,而且并行效率高,能计算各向异性磁化等离子体的电大尺寸目标的散射.     

SO-FDTD法计算磁化等离子体层的反射透射系数

从磁化等离子体的介电系数张量出发,推导出电磁波垂直入射磁化等离子体层且背景磁场沿入射方向情况时的移位算子(Shift operator,SO)FDTD迭代公式.应用该方法计算了磁化等离子体层的反射透射系数,其结果和应用传播矩阵(Propagation Matrices,PM)法及Appleton方程的计算结果符合得很好.最后,分析了背景磁场对磁化等离子体层中两个本征波即左旋和右旋波传播带的影响.     

任意磁化方向下磁等离子体电磁散射分析

基于电流密度拉普拉斯变换FDTD(CDLT-FDTD)方法,计算并验证了一维情况下的法拉第旋转效应、三维情况下磁化等离子体球的后向雷达散射截面(RCS),与其他方法计算结果一致.通过该方法计算并分析了任意磁化方向下磁等离子体涂敷准火箭模型的后向RCS的变化情况,计算结果表明磁化等离子体能有效减小目标的RCS.     

非磁化等离子体覆盖导体柱的ZTFDTD分析

将归一化的Z变换时域有限差分算法(ZTFDTD)用于仿真电磁波与非磁化等离子体的相互作用,给出了非磁化等离子体的ZTFDTD迭代公式.通过二维模型分别计算了非磁化等离子体覆盖导体柱的双站散射特性,分析了不同等离子体自由电子密度分布,不同电磁波频率和不同等离子体碰撞频率对雷达散射截(RCS)的影响.数值结果表明,合理地置等离子体参数,可以增强等离子体隐身效果.     

等离子体通道天线的传播特性分析

文中提出了一种用于高功率微波武器系统的激光等离子体通道天线,简单阐述了该天线的具体实现方法,根据天线的工作原理,建立了等离子体通道天线的近似电磁模型.从柱坐标系下纵向分量所满足的波动方程出发,在柱坐标系中给出了纵向场与横向场的关系,利用边界条件分别导出了非磁化和磁化等离子体通道天线最严格的特征方程,并通过在极限条件下将本文结果与文献已有结果的对比,验证了文中所导结果的正确性和有效性.最后,分别数值计算了非磁化和磁化等离子体通道天线的色散曲线,为该天线的实际应用打下坚实的理论基础.     

等离子体的交替方向隐式时域有限差分方法

首次把交替方向隐式时域有限差分法(ADI-FDTD)推广到色散介质——无碰撞非磁化等离子体中,计算了非磁化等离子体与电磁波的相互怍用,使用ADI技术给出了无碰撞等离子体介质中的ADI-FDTD迭代公式．并解析地证明了等离子ADI-FDTD算法也是无条件稳定的,数值计算表明,等离子体ADI-FDTD算法与传统的FDTD的计算结果吻合,计算效率更高。