基于电场矢量差分的二维导体柱散射分析

基于电场的矢量Helmholtz方程,提出了一种分析二维导体柱散射的高效算法;给出了二维导体柱边界条件的电场矢量差分方程,以及用于计算导体表面电流的电场矢量差分表达式;采用了二阶Mur's吸收边界条件和场平均吸收条件截断网格.用所提方法分析了无限长理想导体方柱对平面电磁波的散射,其结果与矩量法的吻合很好.     

无界区域涡流问题计算磁场的非重叠区域分解算法

本文对于无界区域的涡流问题,给出了两种新型实现模拟磁场方程组的算法.这些算法采用了有限元A-φ法和基于自然边界归化的非重叠型区域分解算法.     

无界区域涡流问题计算磁场的非重叠区域分解算法

本文对于无界区域的涡流问题，给出了两种新型实现模拟磁场方程组的算法。这些算法采用了有限元A-φ法和基于自然边界归化的非重叠型区域分解算法。     

墙体中金属细导体目标的电磁散射特性研究

建立了建筑物墙体结构探测雷达的物理模型,提出了一种墙体中金属细导体目标散射的偶极子源计算方法,利用分层介质中偶极子公式结合边界条件和矩量法得到了墙体中金属细导体在墙外任一点的散射场强度,并将计算结果与时域有限差分数值模拟结果进行了比较,结果表明该方法能够实现对墙体中金属细导体目标散射场的快速计算和分析,可以为墙体结构探测雷达成像和电磁学反演方法提供一种快速算法.     

用H法计算二维多连通域涡流场的积分第三类边界条件及有限元方程

通过引入“积分第三类边界条件”．提出以磁场强度Ｈ为变量，计算二维多连通域涡流场时．对多连通域边界条件的新的处理方法及其相应的有限元方程．该法使计算区域仅局限于涡流区内，内存占用量省．计算精度高，并可实现当涡流区导体中存在无限窄裂缝情况下的有限元模拟．     

特种偏心传输线的LBEM角点弧形法分析

由内导体和空心外导体所组成的传输线是电磁工程中一类重要的传输线。提出应用LBEM角点弧形法处理传输线物理角节点问题,解决由于角节点边界条件不连续带来的方程求解困难问题。计算了一类特殊截面偏心传输线的特性阻抗,算例分析结果表明,该方法操作简单,计算便捷,能有效消除角点给边界计算带来的误差,可方便应用于工程问题的设计与计算,并为此类特种传输线加工制作精度提供理论参数。     

基于波动方程的Ansys模型黏弹性边界条件研究

 研究了应用Ansys 有限元软件进行地震波场数值模拟的边界条件问题,提出一种基于波动方程的Ansys 模型黏弹性边界条件构建方法。由波动方程推导并建立了黏弹性边界条件的理论基础,在Ansys 模型中选用带阻尼的Combin14 单元作为加载有限元,采用APDL 代码成功地将黏弹性边界条件施加于Ansys 模型中。对模型进行实例计算,在模型边界设置虚拟检波器,加载Ricker 子波震源,提取计算后的波场快照和时间记录进行对比,结果显示,所施加的黏弹性边界条件可以很好地吸收边界反射波,表明了该方法所构建的Ansys 模型黏弹性边界条件的有效性。     

高阶板理论的无网格弱-强式法(MWS)

基于局部弱式和强式配点相结合的无网格弱-强式法(meshfree weak-strong method,MWS)求解中厚板问题.MWS法对问题域使用整体离散节点表征和强形式配点法进行计算,在自然边界条件上或靠近自然边界条件的区域采用局部弱形式Petrov-Galerkin法计算,用移动最小二乘法或径向点插值法来构造形函数,是一种理想的真正无网格法.采用中厚板的高阶理论对弯曲问题和能量误差进行计算.算例结果和对比分析表明,无网格弱-强式法(MWS)可以自然协调处理两类边界条件,计算效率高、数值结果稳定;对计算域采用规则节点布置,其解与弹性力学理论解以及有限元解都吻合很好.     

有限元软件ANSYS电磁学科的使用及其在电力变压器分析中的应用

~~恒定源产生 ,则可认为静态场 .若场是正弦交流且频率较低时则可用时谐场来处理 ,完全类似于电路中的“相量”法 ,分析的结果均用有效值、最大值或平均值来显示 .“瞬态”场是最接近实际的一种场 ,同时其计算代价也最高 ,它是指场量的波形完全是无规律的 ,或某些即使有规律的波形利用“时谐”法也只能计算出起平均值 (如力 ) ,此时也只能按“瞬态”场来处理 .( 3)有限元方法——基于节点法和基于单元边法　传统的有限元法均是基于节点法的 ,即每一节点均有若干个自由度 ,将这些不同节点的自由度列出有限元方程 ,然后求解 ,其直观性较好 .但…     

应用组合法计算三维非线性涡流场中的损耗

在样条积分方程法，有限元法和表面阻抗法的基础上，提出了一种求解三维非线性磁场中涡流损耗的新方法－－组合法，其特点是针对工程电磁场数值计算中几种方法各自的适用范围，将求解区域划分为积分方程求解区和有限元求解区，通过边界条件的处理将两种算法耦合，考虑到波在导体中传播的特性，应用表面阻抗的概念，把导体内部的涡流损耗作用反映到导体表面，并与有限元方程耦合求解出导体表面的涡流损耗，针对ＴＥＡＭ ＷＯＲＫＳＨ     

基于非结构网格的中子输运方程计算方法研究

针对非结构网格下中子输运方程的求解方法问题，分别研究了球谐函数（Pn）有限元方法、离散纵标（Sn）有限元方法、三角形穿透概率方法和三角形节块Sn方法的计算模型．结果表明：有限元方法具有比较高的计算精度；Pn方法避免了Sn方法中的“射线效应”现象，而Sn有限元方法则具有容易处理真空边界条件的优点；三角形穿透概率方法的计算时间最快；三角形节块Sn方法则可以保证在计算较快的情况下同时具有较高的计算精度．根据上述4种方法分别研制了相应的计算程序，利用基准题进行了验证并分析了各自的优缺点，计算结果表明每种方法均能得到满意的计算精度．     

Multi-Variable Non-Singular BEM for 2-D Potential Problems

A multi-variable non-singular boundary element method (MNBEM) is presented for 2-D potential problems. This method is based on the coincident collocation of non-singular boundary integral equations(BIEs) of the potential and its derivatives, where the nodal potential derivatives are considered independent of the nodal potential and flux. The system equation is solved to determine the unknown boundary potentials and fluxes, with high accuracy boundary nodal potential derivatives obtained from the solution at the same time. A modified Gaussian elimination algorithm was developed to improve the solution efficiency of the final system equation. Numerical examples verify the validity of the proposed algorithm.     

区域分裂方法应用于屏蔽门的电磁泄漏分析

电大尺寸和复杂物体的电磁泄漏分析是计算电磁学的一个重要的研究课题，区域分裂方法（DDM）作为微分方程数值求解的新技术十分适宜求解电大尺寸的电磁场问题。提出了一种基于区域分裂方法和有限元方法（FEM）的混合算法来分析电磁防护中的电磁屏蔽门问题，在屏蔽门的边界和区域分裂的虚拟边界上分别利用吸收边界条件和传输边界条件，具有良好的收敛性质，数值结果表明了这一混合算法的有效性，同时区域分裂方法十分适合于计算机的并行计算，所以这里给出的方法适合于计算电大尺寸物体的电磁计算问题。     

凹面体散射近场的有限元—人工透射边界解法

采用有限元－人工透射边界法求出平面波在无限长圆柱上的散射近场,并与解析解进行比较,进而对几种凹面体电磁波散射近场求解。实际应用表明该方法具有图象清楚,过程简单,适应性强等优点,可有效解决分层介质,非均匀介质中各种复杂的散射问题,亦可广泛应用于声波等其他类波的散射问题。     

基于自组织规则的热力耦合解析

为解决平面微小结构设计问题中的可变边界条件、多物理场耦合效应等解析难题,利用平面微小结构连续性单元同桁架单元应变能相等的机理,提出了基于元胞自动机的热力耦合解析方法.以发光二极管(LED)基板热力耦合现象为研究对象,通过LED基板温度、位移及热应力耦合的数值结果与有限元解析结果的比较,证明了方法的有效性.适用于平面微小结构的热力耦合规则的提出,为复杂多物理场条件下的微结构工程设计提供了一个具有灵活性的性能解析途径.     

方形同轴电位数值计算的MATLAB实现

二维静态场对一些特殊对称的边界才能求它的解析解，而许多实际问题由于边界条件复杂需要借助数值法求场域的电位分布。文章以方形同轴线静态场域边值问题为例，论述了有限差分法和有限单元法数值计算的过程中，用MATLAB实现是一种行之有效的方法。     

PDETOOL工具箱在磁共振技术中的应用

有限元法是数值求解偏微分方程的一种典型方法,它在许多科学计算领域中的应用已愈来愈广泛。实际计算中,当偏微分方程定解问题的定义域是复杂几何形状或有复杂定解条件时,直接编写有限元原始程序具有相当难度,例如计算磁共振电阻抗成像技术（MREIT）中的正问题。基于有限元的MATLAB／PDETOOL工具箱库函数,对MREIT中的椭圆方程定解问题进行数值求解,还给出了求解规则区域的定解问题时,不同节点所需的运算时间。数值结果表明方法不仅能有效地求解此类问题而且节点的增加对于时间的影响并不大。     

基于三角形剖分的复杂GPR模型有限元法正演模拟

针对基于矩形网格剖分的时域有限差分法(FDTD)和有限单元法(FEM),对于物性参数分布复杂或几何特征不规则的模型适应性差的问题,从雷达波所满足的Maxwell方程出发,推导探地雷达(GPR)有限元波动方程,通过采用三角形网格剖分和线性插值基函数,在满足时间步长与空间网格差分稳定性前提下,应用Galerkin有限单元法求解GPR波波动方程;同时为消除FEM进行GPR正演模拟时来自截断边界处的超强反射,采用透射边界条件把GPR波在截断边界处的反射波透射出去,进而压制来自截断边界处的反射波。然后,编制GPR有限元正演模拟的Matlab程序。应用该程序分别对起伏分界面、"V"字形2个复杂地电模型进行FEM正演模拟,得到基于三角形网格剖分的FEM正演模拟GPR剖面图,并把该正演模拟剖面图与常规的基于矩形剖分的FEM正演模拟剖面图进行对比,结果表明:基于三角形剖分的FEM对于复杂GPR模型的物性参数分界面拟合更好,其模拟所得的正演剖面与实际模型更相符,具有更高的模拟精度,更有利于指导雷达剖面的数据解译。     

Combination Approach of FEM and Circuit System in IR Drop Analysis and Its Applications

A method was developed to solve the combined system of the current field and the circuit. The ＂super-node＂ was used to transform the matrix for conventional nodal analyses of a circuit system from non-positive definite to positive definite. Then, a positive definite matrix for the overall system was obtained by combining the matrix from the circuit nodal analysis method and the matrix resulted from finite element method （FEM） formulation to solve the FEM fields. This approach has been successfully applied to simulate the electrical potential and current distributions on each metal layer of printed circuit boards （PCBs） and integrated circuit （IC） packages for a given power supply. The simulation results can then be used to analyze the properties of the PCBs and IC packages such as the port resistances and IR drops. The results can also be used to optimize PCB and IC package designs, such as by adjusting the power/ground distribution networks.     

一种求解动边界问题的有限单元-有限差分法

本文从二维动边界着手,将在动边界上应满足的能量平衡条件——非线性边界条件从数学模型中分离出来,然后用有限元法求解区域上的温度分布,用有限差分法求解大型的非线性方程组,减少了计算工作量,提出了求解动边界问题的有限元-有限差分法。用本文提出的方法分别给出了一维和二维动边界问题的数值结果,并与分析解或其它研究者的结果进行比较,验证了本文方法的可靠性和有效性。