基于矩阵降维的MoM-PO电磁散射混合算法

针对包含精细结构的电大尺寸目标电磁散射快速计算问题，提出了一种计算包含精细结构的电大尺寸目标电磁散射问题的基于矩阵降维的混合算法。该方法在Rao-Wilton-Glisson基函数矩量法(method of moment, MoM)的基础上，对目标区域进行划分，完成阻抗矩阵的分块和未知量的分离，再由矩量区与物理光学(physical optics, PO)区之间的电流相互作用构造耦合转移矩阵和激励转移矩阵，从而建立两个区域未知量之间的线性关系，进而完成对阻抗矩阵的降维，最终从矩阵运算角度构建了一种MoM-PO混合算法。其中，使用等效电偶极子模型简化双重积分计算，进一步减少矩阵元素的计算量；阻抗矩阵的阶数大幅减少，避免了大规模矩阵方程的求解计算。算例结果表明，与传统的低频算法相比，该算法既保证了计算精度，又提高了计算效率。     

基于重叠型区域分解的时域积分方程法

时域平面波算法可以降低时域积分方程的计算复杂度以及内存消耗,但是时域积分方程的阻抗矩阵的近场部分元素无法减少,内存消耗依然很大。提出了利用重叠型区域分解法降低时域积分方程的内存需求,通过采取划分子区域,利用特征基函数法降低阻抗矩阵规模的方法,降低了内存消耗。数值算例验证了重叠型区域分解法结合时域积分方程能有效地用于瞬态电磁散射问题的分析。     

基于PO和EEC的特征基函数快速构造方法

特征基函数的构造是特征基函数方法(characteristic basis function method, CBFM)的关键步骤之一，传统的CBF构造方法(construction of characteristic basis functions, CBFs)是在子区域上应用矩量法(method of moment, MoM)，因此需要消耗大量的计算时间。为降低构造过程的计算量，提高电大目标电磁散射的计算效率，提出了基于高频近似方法的特征基函数快速构造方法，针对边缘效应引入了等效边缘流(equivalent edge currents, EEC)修正，可以在保持算法通用性的同时显著提高包含边缘结构的目标散射计算精度。数值结果验证了方法的正确性及高效性。     

大型阵列结构电磁特性分析的特征基函数方法

运用基于矩量法的特征基函数方法分析了大型阵列结构的电磁辐射与散射特性。特征基函数方法首先对阵列结构进行分区,通过区间互耦构造高层级基函数,大大降低了生成的全局矩阵的尺度,能够对矩阵直接求解。将特征基函数方法运用于对大型阵列结构的分析中,通过深入的研究,给出了加速计算和节省内存的手段。数值结果表明方法的准确性和高效性。     

混合域基函数在线天线阻抗特性问题中的应用

在对线天线的阻抗特性问题进行分析计算的过程中,采用伽列金矩量法(Galerkin moment method,Galerkin-MOM),综合分域基函数和全域基函数的优点,在幂级数函数的基础上,形成了一种简便有效的混合域基函数作为基函数和检验函数。并根据此混合域基函数,对同轴线激励的线天线的导纳特性进行了仿真计算。最终计算结果表明,该基函数简单有效,计算结果准确,有利于快速求解线状天线特性阻抗问题。     

改进的特征基函数法分析电磁散射问题

目标电磁散射特性分析具有重要意义,矩量法等数值方法是求解该类问题的重要工具。当待分析目标的电尺寸增大时,矩量法的内存需求和计算量随之快速增加,极大地限制了可求解问题的规模。宏基函数类方法通过在宏域上构造各种宏基函数,减少未知量数目,实现最终矩阵方程规模的缩减,使分析大规模问题变为可能。重点研究该类方法中近期获得较大发展的特征基函数法,结合物理光学法和球谐函数展开-多层快速多极子技术分析电磁散射问题。数值结果验证了改进的特征基函数法的准确性与高效性。     

曲面微带天线电磁散射特性分析

使用矩量法分析研究了有限曲面微带天线的结构散射特性。运用等效原理,建立了一般曲面微带天线的体面耦合电场积分方程,在积分方程中由于采用的是自由空间格林函数,从而避免涉及微带天线分层介质格林函数的解析表示和精确计算。在伽略金法中,介质部分采用SWG基函数,金属表面部分采用RWG基函数,通过金属表面与介质基片交界面处施加电流连续性方程,有效地减少了待求未知量数目,明显改善了阻抗矩阵条件数。     

改进的离散化方法在二维电磁散射中的应用

电磁散射问题的数值解通常采用积分方程结合矩量法求解,而阻抗矩阵元素的计算是影响矩量法计算精度和效率的重要因素之一。对于电大尺寸目标,要保持计算精度,传统矩量法需成倍细化网格剖分,这将耗费大量的计算机资源,并且计算效率大为下降。针对二维散射情况,引入二级近似方法来生成阻抗矩阵,将计算结果与传统矩量法及数值积分进行了比较,结果表明:该方法在同等计算精度的前提下,所需未知量数大大减少。     

快速计算分层粗糙面散射的FBM/SAA算法

为快速获取分层粗糙面的电磁散射特性,提出一种结合前后向迭代算法（forward-backward method, FBM）与谱积分加速法（spectral accelerate algorithm, SAA）的快速算法（FBM/SAA）,该算法的计算量和内存均与粗糙面离散剖分产生的未知量同量级（O(N)）。建立了分层粗糙面上关于未知电流分布的电场积分方程并采用矩量法（method of moment, MoM）将其离散为矩阵方程;在用FBM对矩阵方程进行迭代求解过程中,采用SAA技术加速计算矩阵和矢量乘积以快速求解;将FBM/SAA应用于三层媒质分层粗糙面的双站散射系数的计算,计算结果与传统MoM和FBM相一致,证明了算法的有效性;分析了粗糙面参数不同情况下算法的收敛性,比较了传统MoM和FBM/SAA所耗费的CPU时间。结果表明,在计算较长分层粗糙面的散射时,FBM/SAA具有明显优势。     

奇异线性二次型微分鞍点对策的小波逼近解法

研究广义状态系统中线性二次型微分对策鞍点策略的数值求解问题。基于小波多尺度多分辨逼近特性 ,提出了一种数值求解新方法。该法基于Daubechies小波的优良性质 ,特别是将Daubechies小波基的积分运算矩阵、乘积矩阵和快速离散小波变换系数矩阵应用于原问题的主要方程 ,将原问题转化为矩阵代数优化问题 ,避免直接计算耦合Riccati微分方程。算法简洁明了 ,适合于计算机求解。实例计算结果显示 ,该算法是可行的     

综合自然环境数据模型设计与数据库实现

建立环境数据模型是综合自然环境建模与仿真中的重要一环，本文讨论了环境数据模型的概念和构建数据模型的方法，采用一种基于面向对象和场相结合的方法构建了环境数据模型，并根据此模型进行了数据库实现。     

基于FLUENT软件模拟平面运动机构试验

通过对流体力学软件FLUENT的使用与研究,根据潜水器循环水槽水动力试验的原理,提出了一套潜水器的数字水动力实验方法。该方法能够完全模拟利用小振幅垂直平面运动机构进行的全部水动力试验,并得到相应的水动力系数。通过对某长航程潜水器的计算并与循环水槽试验结果对比表明,该方法有很强的实用性,可以满足潜水器在完成初步设计阶段后对于操纵性能预报的需求。     

目标电磁散射的面中心立方体网格FDTD方法

基于面中心立方体(face-centered cube, FCC)网格的空间结构, 由麦克斯韦方程出发, 推导了基于FCC网格的单轴各向异性介质完全匹配层(uniaxial anisotropic media perfectly matched layer, UPML)吸收边界条件以及近-远场外推边界条件的三维迭代式。通过典型算例, 先后验证了基于面中心立方体网格的时域有限差分(FCC-finite difference time domain, FCC-FDTD)方法的UPML吸收边界条件和近远场外推边界条件的正确性。最后通过计算金属球的后向雷达散射截面(radar cross section, RCS)比较了FCC-FDTD方法与传统FDTD方法的计算精度, 结果显示FCC-FDTD方法具有更高的计算精度。     

旋转体波动方程时域有限差分法

为仿真电磁波与旋转体的相互作用,通过把电磁场的6个分量作傅里叶展开,把三维波动方程简化至二维,并用时域有限差分法(FDTD)基本原理求解二维波动方程,实现了旋转体波动方程时域有限差分法(BOR WE FDTD)。相对于旋转体时域有限差分法(BORFDTD),BOR WE FDTD具有节约内存和机时、程序简单等优势。通过模拟介质球对简谐波的散射,并把结果和理论结果、BORFDTD结果作对比,证实了BORWEFDTD的有效性。     

半空间均匀手征旋转对称体的电磁散射分析

提出了将旋转对称体矩量法发展用于分析半空间环境下具有旋转对称结构的均匀手征目标散射特性。利用介质半空间矢量格林函数,建立了基于等效原理的表面积分方程组。利用其旋转对称特性,选取合适的基函数可以将三维分析降为二维分析,将原有大规模矩阵转化为求解一组具有小规模矩阵方程的问题,每个具有小规模矩阵方程的问题为原问题的Fourier模式,从而大大减少所求问题的计算复杂度,降低内存需求。最后通过数值算例验证了本文所发展的旋转对称算法的准确性和有效性。     

供应链上游段VMI&TPL模式的利益分配机制——基于最大熵值法与正交投影法的整合视角

实施VMI&TPL模式后如何分配利益直接关系到各参与者的积极性及VMI&TPL模式的实施效果，学术界对此问题关注有限，仅有的几项研究通常立足于供应链下游段展开。选取供应链上游段为研究对象，充分考虑实施VMI&TPL模式前后供应链参数的变化，建立经济效果模型。利用最大熵值法构建利益分配机制，考虑到该方法的基本前提是各企业承担均等风险，与实际情况存在偏差，利用正交投影法对所构建的机制进一步修正与完善，并通过算例进行验证。结果表明：修正后的机制能够对企业承担的风险做出补偿，使得由于实施供应链上游段VMI&TPL模式而产生的利益在各参与者之间合理分配，实现了各方共赢。在实际操作中，该机制可通过各参与者在实施供应链上游段VMI&TPL模式前共同制定利益分享契约而实现。     

A model for knowledge transfer in a multi-agent organization based on lattice kinetic model

A study on knowledge transfer in a mutli-agent organization is performed by applying the basic principle in physics such as the kinetic theory.Based on the theoretical analysis of the knowledge accumulation process and knowledge transfer attributes,a special type of knowledge field(KF)is introduced and the knowledge diffusion equation(KDE)is developed.The evolution of knowledge potential is modeled by lattice kinetic equation and verified by numerical experiments.The new equation-based modeling developed in this paper is meaningful to simulate and predict the knowledge transfer process in firms.The development of the lattice kinetic model(LKM)for knowledge transfer can contribute to the knowledge management theory,and the managers can also simulate the knowledge accumulation process by using the LKM.     

New UWB imaging algorithm for multiple targets detection

Because the conventional ultra wideband(UWB) radar imaging algorithm cannot meet the demand in the capability of multiple targets detection,a novel UWB radar imaging algorithm based on the near field radiation theory of dipole is presented.On the foundation of researching the principle of a time domain imaging algorithm,the back projection(BP) algorithm is derived and analyzed.Firstly,the far field sampling data are transferred to the near field sampling data by using the near field radiation theory of dipo...     

基于水声通信延迟的多UUV协同定位算法

针对多水下自治机器人(unmanned underwater vehicle, UUV)协同定位过程中水声通信延迟造成的定位失效问题,提出了一种基于状态估计均方误差最小的延时扩展卡尔曼滤波(delayed extended Kalman filter, DEKF)定位误差修正方法。首先建立考虑水声通信延迟的系统状态方程,利用状态转移矩阵推导系统等效量测方程,然后给出多UUV 考虑水声通信延迟的扩展卡尔曼滤波(extended Kalman filter, EKF)定位方法并分析其不足;最后在EKF方法的基础上,分析量测信息延迟对状态估计的影响,建立系统真实量测模型,设计基于状态估计均方误差最小的DEKF 算法。仿真结果表明,该方法能够有效地修正多UUV 协同定位中由于水声通信延迟造成的定位误差,在工程实践中具有一定参考意义。