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相似文献
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1.
基于高阶叠层基函数的加速迭代求解方法   总被引:1,自引:0,他引:1  
研究了高阶叠层矢量基函数的尺度因子对迭代法求解矩阵方程收敛性的影响,选择了可以有效降低矩阵条件数的尺度因子;在此基础上,详细阐述了求解基于高阶叠层矢量基函数阻抗矩阵方程的叠层共轭梯度方法(HCGM),并从理论上分析了叠层共轭梯度算法的收敛性能.通过计算实例表明,与共轭梯度方法(CGM)相比.使用HCGM可以大幅度减少矩阵方程的迭代求解时间.  相似文献   

2.
任仪  赵延文  聂在平 《电子学报》2008,36(3):516-519
本文将准正交高阶叠层矢量基函数用于时域电磁场积分方程(TDIE),求解了三维金属目标的时域电磁散射问题.准正交高阶叠层矢量基函数定义在曲面四边形单元上,并且不要求网格为规范网格,给复杂目标的几何建模和电磁建模带来很大方便.在空间上利用伽略金方法、时间上采用点匹配法求解时域电磁场积分方程,并采用隐式时间步进算法,数值计算结果表明了该方法求解时域积分方程的精确性、高效性与稳定性.  相似文献   

3.
采用将Nedelec条件和完整多项式形式结合的方法,系统分析了H1(curl)四面体矢量元的Nedelec函数空间,验证了各矢量元与Nedelec函数空间的关系.基于基函数分类和单元矩阵分块技术,实现了高阶矢量元单元矩阵的求解与组合.通过分析一个矩形谐振腔验证了Nedelec矢量元极好的计算性能,并将其用于分析各种不规则、不均匀腔体的谐振问题.  相似文献   

4.
通过变量代换平滑三角形上推迟位(标量位函数和矢量位函数)并消除推迟矢量位旋度的奇异性,使得采用数值积分法就能够精确快速地计算任意正则时间基函数与推迟位函数及推迟矢量位旋度之间的时间卷积运算,可用于基于任意类型时间基函数的时域电场、时域磁场及其混合场积分方程时间步进(MOT )算法。与时间卷积运算的解析法对比分析表明,该时间卷积数值积分方法能够精确快速地计算基于任意类型时间基函数和不同时间步长条件下时域积分方程MOT算法的阻抗矩阵元素;而具体的计算实例也表明,阻抗矩阵的精确计算显著地提升了时域积分方程MOT算法的后时稳定性和求解精度。  相似文献   

5.
O4412011010986时间步进算法中阻抗矩阵的高效存储新方法/李金艳,赵延文,聂在平,任仪(电子科技大学电子工程学院)//电波科学学报.―2010,25(4).―624~631.分析了时域积分方程时间步进算法产生的阻抗矩阵特征,针对该特征提出了一种新的阻抗矩阵存储方式,并将其用于低阶空间基函数与高阶空间基函数产生的阻抗元素存储中,通过数值算例证明了新存储方式存储  相似文献   

6.
一种基于高阶矢量基函数的叠层预条件技术   总被引:1,自引:1,他引:0       下载免费PDF全文
班永灵  聂在平  于哲峰 《电子学报》2007,35(9):1739-1744
基于六面体的高阶叠层基函数,提出了一种新颖的构造预条件矩阵的方法.该方法基于叠层基函数特有的嵌套性质,利用特殊的编号策略,将由有限元方法导致的系数矩阵分成块矩阵的形式,最后由不完全LU分解(ILU)导出近似的预条件矩阵.结合该预条件技术,发展了一种叠层预条件-GMRES算法,并将该预条件算法用于加速三维腔体散射的矢量有限元/边界积分(FE-BI)矩阵方程的迭代求解,讨论了该预条件算法中块矩阵ILU分解截断门限Tdr对算法的影响.  相似文献   

7.
利用高阶矢量基函数求解时域磁场积分方程   总被引:1,自引:1,他引:0       下载免费PDF全文
本文利用一种新的高阶矢量基函数求解了三维时域磁场积分方程,该基函数定义在一个曲边三角形贴片上并用拉格朗日插值多项式来表示每一个贴片内的未知电流密度.该基函数的实质就是将拉格朗日插值多项式的插值点选为高斯积分结点,极大地简化和加快了时域积分方程矩量法的繁琐的时间和空间积分运算;另外,该基函数不要求网格为规范网格,给复杂目标的网格剖分带来很大方便.在空间上利用点匹配方法求解了时域磁场积分方程,数值计算结果表明了该方法求解时域积分方程的精确性和高效性.  相似文献   

8.
频域高阶矩量法越来越多地用于求解目标散射问题.但高阶矩量法得到的矩阵方程中,系数矩阵条件数较差,并且一般为非对角占优阵,通常用计算效率较低的直接方法求解.本文针对叠层高阶基函数的特点,提出了一种函数空间域分解的加性Schwarz预处理技术.通过数值计算,给出了最优分解方案,并数值验证了预处理技术的有效性.  相似文献   

9.
提出了一种用于分析复杂多目标散射问题的区域分解方法.在该方法中,每个目标作为一个独立的计算区域采用矢量有限元方法进行分析;各个区域之间通过基于格林函数的边界积分方程进行耦合;所得到的耦合矩阵方程采用基于Foldy-Lax多径散射方程的特征基函数方法进行求解.由于矢量有限元方法的灵活性,该区域分解方法特别适合于求解多个具有相同结构复杂目标的散射问题.数值算例验证了该方法的准确性和处理复杂多目标散射问题的能力.  相似文献   

10.
利用体表积分方程矩量法求解了具有任意的介电常数张量和磁导率张量的各向异性介质与金属的组合目标的电磁散射问题.给出了基于RWG面基函数和SWG体基函数的体表积分方程阻抗矩阵元素表达式并详细推导了阻抗矩阵元素所涉及的各种积分运算的计算方法;通过数值计算实例与解析解或其它数值方法的详细对比分析,证明了计算公式的正确性.  相似文献   

11.
袁军  刘其中  郭景丽 《电子学报》2008,36(3):520-526
在混合矢量有限元/多层快速多极子算法的基础上提出了一种快速算法及其并行算法,该算法中,其有限元部分的计算可在单元级上完成,无须生成总体系数矩阵,因此可大大节省内存及计算时间;对多层快速多极子部分,将基函数和权函数分别用不同空间位置上的点源函数展开,使阻抗积分计算得到大大简化,所有转移过程可由快速傅立叶变换计算完成,同时还给出了一些其他的改进措施.数值结果说明了算法的有效性.  相似文献   

12.
The higher order vector basis functions defined in large patches have been utilized in the numerical solution of integral equations in this paper to sparsify the impedance matrix and relieve the memory pressure. The physical explanation for the sparsification of the impedance matrix is also elucidated. Furthermore, the maximally orthogonalized bases have been applied to improve the condition number of the impedance matrix. The scaling factor was reformed to speed up the iteration convergence in the numerical solution. Finally, the iterative method for sparse matrix equations is applied to improve the solution efficiency. Some numerical results are provided to illustrate the excellent performance both in the sparsification of the impedance matrix and solution efficiency for numerical analysis of the scattering problem.  相似文献   

13.
In this paper, a preliminary study is carried out to demonstrate the application of wavelets for improving the computation time and reducing computational memory required for evaluating the statistics of the scattered field from rough surfaces using the method of moments (MoM) in conjunction with a Monte Carlo simulation. In specific, Haar and the first order B-spline wavelet basis functions are applied to the MoM formulation of one-dimensional rough surfaces in order to compare the computation time and sparsity for wavelets in the same family but of higher order. Since the scattering coefficient (the second moment of the backscatter field per unit area) is a gentle function of the surface parameters and the radar attributes, it is demonstrated that a relatively high thresholding level can be applied to the impedance matrix, which leads to a sparser impedance matrix and faster computation time. It is also shown that applying a high threshold level the coefficients of the high-order wavelets would increase out of proportion, however, the effect of these current components averages out when computing the scattering coefficients. The resulting sparse impedance matrices are solved efficiently using fast search routines such as the conjugate gradient method. A systematic study is carried out to investigate the effect of different threshold levels on the accuracy versus computing speed criterion. The computed scattering coefficients are compared to previous results computed using a conventional pulse basis function as well as the existing theoretical solutions for rough surfaces. It is shown that wavelet basis functions provide substantial reductions in both memory requirements and computation time  相似文献   

14.
螺旋天线的快速分析及宽带化设计   总被引:3,自引:3,他引:0  
研究了一种快速计算螺旋天线电特性的新方法,并结合遗传算法对天线进行了宽带、小型化设计。采用直线段对法向模螺旋天线进行划分,应用合成基函数及合成检验函数的矩量法对阻抗矩阵进行了降阶处理,节省了求解矩阵方程所需的时间和存储量。结合遗传算法对加载法向模螺旋天线上的加载集总元件的值、加载位置以及匹配网络参数进行一体化优化设计,并采用Sherman-Morrison-Woodbury公式快速求解加载后的矩阵方程,提高了优化设计的效率。最后,成功设计了一副工作在100~1000MHz的宽带小型化螺旋天线。  相似文献   

15.
An efficient approach for the full-wave analysis of printed structures is presented. It is based on the use of vector multiresolution (MR) functions in conjunction with the impedance matrix compression (IMC) technique, which leads to a reduced set of iteratively selected basis functions. The multilevel structure of the functions makes the matrix compression possible and also allows its further sparsification, with the subsequent reduction of the computational time and the matrix memory occupancy. Numerical results confirm the efficiency of the technique  相似文献   

16.
特征基函数方法利用特征值分解提取目标散射特征,构造基于特征向量的基函数可以高效的缩减矩量法分析所需的未知量数目,有利于分析有限周期阵列电磁散射或辐射问题。然而,对于电大尺寸电磁阵列散射问题,直接求解由特征基函数组成的矩阵方程,仍然面临着计算量较大等问题,难以适用于单机计算。本文结合特征基函数和预修正傅里叶快速算法求解体面结合积分方程,分析了大型金属介质混合有限周期阵列的散射特性,该算法有效减少了计算量和计算时间,并且改善了迭代求解收敛性能。  相似文献   

17.
The method of moments solution of electromagnetic surface integral equation formulations for perfect electric conductors or impedance boundary objects is obtained using hierarchical vector basis functions. The singular and hypersingular integrals involved in the near field coupling matrix are computed fully numerically using adaptive singularity cancellation technique. Multilevel fast multipole method with spherical harmonics expansion of the $k$-space representations of the basis vectors and the incoming waves at the finest level is utilized for its memory and computation time efficient implementation. Improved performance of the proposed techniques in terms of accuracy, computational time, and memory requirements is demonstrated by comparing various results with some of the existing implementations available in the literature.   相似文献   

18.
A 3-D Spectral-Element Time-Domain Method for Electromagnetic Simulation   总被引:1,自引:0,他引:1  
A spectral-element time-domain (SETD) method is proposed to solve 3-D transient electromagnetic problems based on Gauss-Lobatto-Legendre polynomials. It has the advantages of spectral accuracy and block-diagonal mass matrix. With the inexpensive inversion of the block-diagonal mass matrix, the proposed method requires only a trivial sparse matrix-vector product at each time step, thus significantly reducing CPU time and memory requirement. Galerkin's method is used for spatial discretization, and a fourth-order Runge-Kutta scheme is employed for the time integration. The perfectly matched layer (PML) is employed to truncate the boundary in unbounded problems. The pseudospectral time-domain method is used to simplify the treatment of the PML inside the proposed SETD method. Numerical examples are shown to verify the efficiency and the spectral accuracy with the order of basis functions  相似文献   

19.
基于多层UV矩阵分解技术,提出用矩量法(MoM)求解三维各向异性阻抗面电磁散射的MoM-UV快速数值算法。根据等效原理,将表面电磁流以RWG(rao-wilton-glisson)矢量基函数展开。引入阻抗边界条件(IBC),以表面阻抗并矢表征电磁参数,实现各向异性阻抗面的电磁仿真。通过多层UV进行低秩矩阵压缩,减少矩阵-向量积运算和内存需求,利用稳定的双共轭梯度(BICGSTAB)迭代方法求解。给出典型算例,并与Mie级数解等精确结果比较,验证该算法的精度和效率。  相似文献   

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