一种改进稳定性的时域电场积分方程法

研究了时域电场积分方程隐式MOT算法中时间基函数对其稳定性的影响,由理论分析和数值结果得出了选用高频分量较少的时间基函数不利于隐式MOT算法稳定性的结论.在此基础上,将一种多项式时间基函数与新的时间平均方法相结合,提出了一种改进稳定性的隐式MOT算法,计算实例表明比先五步后三步平均法更加精确,比以前的隐式MOT算法更加稳定.     

一种改进的时间步进稳定性平均方法

介绍了时域积分方程方法（TDIE）的基本原理,提出一种抑制时域电场积分方程（TDIE）时间步进（MOT）后期振荡的新平均算法,提高了MOT算法后期的稳定性。计算了高斯脉冲波照射到金属立方体时目标表面的电流响应,数值结果表明,该方法简单有效地推迟了TDIE后期震荡时间。     

一种改善TDIE时间步进算法稳定性的新平均方法

提出一种抑制TDIE时间步进算法(MOT)后期振荡的新平均方法,与传统平均方法相比,该方法能进一步提高MOT算法的稳定性.采用时域电场积分方程的显示格式(explicit),计算了二个算例:高斯脉冲波照射到金属平板、金属立方体时目标表面的电流响应.数值结果表明,该方法效果显著,具有较强的普适性.     

一种稳定的时域电场积分方程求解方法

提出了一种求解任意形状理想导体目标时域散射的稳定时域电场积分方程(TDIE)方法,此方法能非常有效地消除后期振荡。利用显式MOT方法求解二阶时间微分的电场积分方程,矢量位随时间的变化关系采用边缘中心近似,标量位随时间的变化关系则采用三角面元重心近似,然后运用先五步后三步的平均方法。数值结果表明,本文方法能够有效地提高TDIE方法的收敛性和稳定性。     

时域积分方程MOT算法的推迟位时间卷积数值积分新方法

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。     

精确稳定求解时域电场积分方程的一种新方法

时域电场、磁场和混合场积分方程已被广泛用来分析散射体的时域散射响应.基于适当的空间积分方法和隐式的时间步进算(MOT)法在求解时域磁场和混合场积分方程时总是稳定的,然而在求解TDEFIE时则是不稳定的.在本文中,时域电场积分方程的非奇异性积分采用标准的高斯求积法来计算;而利用参数坐标变换和极坐标变换将其奇异性积分转换成为可以分区域精确快速计算的非奇异性积分.通过数值实验表明,利用该方法可以非常精确稳定地求解时域电场积分方程,即使是在时间迭代后期也不必采用任何求平均的过程;另外,该方法可以用于任意时间基函数并可以推广到高阶空间基函数的情形.     

任意形状导体介质混合目标的瞬态电磁散射特性分析

通过建立自由空间内多个导体介质混合目标的理论模型,根据电磁场等效原理和边界条件,建立了求解任意形状导体介质混合目标散射特性的时域电场积分方程(TDEFIE).导出了TDEFIE的时间步进算法(MOT)矩阵方程,并应用基于隐式MOT算法的TDEFIE对任意形状导体介质混合目标进行了瞬态分析,其数值结果说明了该算法的有效性.     

TDEFIE的奇异性积分的精确快速计算

利用时域积分方程(TDIE)法模拟时域散射现象越来越受到学者们的关注.用于求解TDIE的时间步进(MOT)算法的后时不稳定性严重阻碍了TDIE法的广泛应用和发展.本文首先利用参数坐标和Duffy坐标变换将TDEFIE的奇异性积分转换成非奇异性积分,然后根据时间基函数的特点将该积分转换成可以快速精确计算的分区域积分.数值结果表明,该方法大幅提高了利用MOT算法求解TDE-FIE的MOT算法的后时稳定性和计算精度.     

任意形状导体与线天线组合目标的瞬态特性分析

本文采用微分形式的时域电场积分方程(TDEFIE)时间步进算法(MOT)对任意形状导体与线天线组合目标的电磁瞬念特性进行了分析.针对组合目标的复杂特性,使用细金属带状线模拟线天线,采用统一的RWG基函数表示表面电流分布,采用三阶内插时间基函数并通过恰当的时间步长选取对该问题进行分析求解.同时给出了线面连接处单元的剖分方法,基函数的设置.线面连接处电源激励模型的添加以及输入阻抗计算方法,最后给出了验证算法的数值结果.     

利用时间步进算法精确稳定求解时域积分方程

 时域阻抗矩阵元素的计算需要分别计算场单元和源单元上的空时积分,由于时间基函数的分域性以及时间基函数(如三角型时间基函数)导数的不连续性,使得采用高斯积分方法计算源单元上空时积分的计算精度较差且误差随着时间步长的减小而增大.本文通过将源单元上空时积分转变成为1D时间卷积分和1D空间解析积分来精确计算时域阻抗矩阵元素,并在此基础上利用时间步进算法求解了时域电场、磁场和混合场积分方程.通过计算实例表明该方法在较大的时间步长取值范围内均能确保时域积分方程时间步进算法求解的精度和后时稳定性.     

任意截面导体柱的电磁散射数值解

卡门翼形和任意多边形是两种典型的不规则形体，由于其不规则曲边和尖锐的角点，它们的电磁散射问题给传统的FDTD数值求解造成了一定的困难，这是因为要获得较高的精度，必须细分网格，从而增加内存需求和计算时间，本文利用形体变换结合时域有限差分法的Thompson-FDTD方法对这两种典型的不利形体的散射问题进行了数值模拟，其结果进一步验证了Thompson-FDTD方法对散射体几何形状变化具有较强的适应能力和较高的数值精度。     

The use of the transfinite interpolation in the method of momentsapplied to electromagnetic scattering by dielectric cylinders

The method of moments (MoM) solution of electromagnetic scattering presents two major numerical difficulties: the number of unknowns and the computation time necessary to calculate the matrix elements. To circumvent these problems, a MoM using the transfinite interpolation and a reduced integration scheme is presented here. The so-called h and p versions of the new method are applied to the scattering of an electromagnetic wave by an infinite dielectric cylinder (TM case) in the Richmond formulation. The transfinite and classical methods are compared in terms of the convergence rates of the radar cross section and of the total electric field inside the dielectric. The results confirm the superiority of the new schemes as predicted by the theory     

二维光子晶体透射特性的FDTD数值研究

把时域有限差分方法(FDTD)用于二维光子晶体透射特性研究,计算后得到多种情况下二维光子晶体的透射系数与入射光频率的关系曲线,结果表明,禁带的宽度和位置与组成二维光子晶体的晶格结构和介电常数等因素有关,介质柱半径变大则禁带变宽且禁带的中心频率变大,介质柱的介电常数与本底材料的介电常数相差越显著越有利于形成禁带,降低结构的对称性,禁带宽度增大.     

GPOF在FDTD近远场外推中的应用及编程实现*

该文针对FDTD近远场外推中时域解收敛慢和运算量大等问题,改进了FDTD求解方向图的方法.其核心思想是:FDTD近场计算时,只计算前一段时间外推面上的数据,利用GPOF法估算后面时间的数据.在计算过程中,利用奈奎斯特原理,减少了时间和空间上的采样点数,大大节省了运算时间.最后将数值结果与商业软件FEKO与HFSS的结果进行比较,验证了算法的有效性.     

广义Cauchy技术加速MOM对介质柱单站RCS的快速求解

本文基于Cauchy技术和矩量法（MOM）快速预测任意截面形状、非均匀介质柱体的单站雷达散射截面（RCS）。首先采用MOM求解介质柱的电场积分方程,得到介质柱在某一给定方向入射波照射下的各低阶矩量的极化电流,然后利用Cauchy技术获得用有理函数模型表示的、在任意角度入射波照射下的极化电流,进而计算出RCS的宽角响应。计算结果表明,Cauchy技术守全能逼近MOM精确计算的曲线,同时可大大加快计算速度。     

一种有效的吸收边界条件及其在散射问题中的应用

本文推导了非均匀各向异性媒质的有限差分方程,通过改变参数可以使该差分方程适用于均匀、非均匀、各向同性或各向异性等各种情况下柱体的散射计算.文中还给出了一种新的吸收边界条件,并与不变性测试方程法和矩量法在计算时间、存贮空间方面进行了比较.结果表明:运用这个条件在计算时间和存贮空间上都具有优点,是计算电大尺寸媒质柱体电磁散射特性的一种有效手段.     

渐近波形估计技术用于介质柱宽角度RCS的计算

基于渐近波开估计（AWE）技术和矩量法（MOM）快速预测任意形状非均匀介质柱体的单站雷达散射截面RCS方向图,采用矩量法求解介质柱的电场积分方程,得到介质柱在某一给定方向入射波照射下的极化电流,然后利用AWE技术将任一角度入射波照射下的极化给定角度附近展开成Taylor级数,通过Pade逼近将Taylor级数转化为有理函数,由此可获得介质柱在任一角度入射波照射下的极化电流,进而计算出RCS方向图。计算结果表明AWE完全能逼近MOM精确计算的曲线,同时可加快计算速度。     

AutoCAD环境下房间混响时间的计算

用向量几何的分析方法,推导了计算机声学仿真模型体积的计算方法。基于赛宾公式,利用AutoLISP语言编写命令,计算混响时间。最后验证了计算方法的正确性。     

卫星-地面观测数据融合方法研究

我们综合利用地面观测、探空和卫星遥感获取的气象参数(包括温度、湿度和气压等)，开发了一种新的数据融合方法，它能够求出任一特定地点和特定时间大气参数的垂直分布廓线，为现代武器实验提供气象参数。     

电大尺寸多柱体电磁散射问题的一种快速混合算法--MEI+FMM

本文提出了一种改进的快速迭代ＭＥＩ（不变性测试方程）算法用于分析电气大尺寸多柱体的散射问题,在此算法中我们首次将快速多极子技术（ＦＭＭ）用于加速多柱体之间多次散射场的计算。应用本算法计算了柱体周长为几千波长的多柱体散射场。实际计算结果显示,一方法与原有的直接计算方法具有几乎同样的精度,而速度提高了两个数量级。