ADI-FDTD在三维散射计算中的应用

基于交替方向隐式(ADI)技术的时域有限差分法(FDTD)是一种非条件稳定的计算方法,该方法的时间步长不受Courant稳定条件限制,而由数值色散误差决定.与传统的FDTD相比,ADI-FDTD增大了时间步长,缩短了总的计算时间.文中将该方法用于计算自由空间中三维目标的散射,给出了激励源以及总散场连接边界的设置.并将计算结果与FDTD结果对比,在具有同等精度的情况下,ADI-FDTD可大幅减少计算时间.     

基于奇、偶模技术的FDTD分析对称结构频率选择表面

推导了在单色波奇模和偶模入射情况下,周期边界条件的时域形式,并采用基于该奇、偶模周期边界条件的时域有限差分法(FDTD),对一个介质基片上的金属条带所构成的二维频率选择表面(FSS)在斜入射情况下的散射场进行了计算,数值结果与传统的双平面波法的计算结果吻合,而所需内存节约了50%,计算效率提高了一倍.     

遗传算法和FD-MEI方法应用于二维电磁成象

从电磁散射的微分方程出发,利用不变性测试方程(MEI方程)与有限差分法求解电磁散射问题,由等效原理与格林函数的渐近式求得远区散射场,以测量的散射场和计算的散射场的最大偏差为目标函数,通过遗传算法优化介质参数使目标函数达到最小值来重构散射体,最后给出反演结果.     

非线性器件的时域有限差分法分析

用时域有限差分法(FDTD)分析了两种非线性集总元件.提出了一种改进的非线性集总网络算法(INL²N),解决了肖特基二极管在FDTD法中轴向占多个网格情况的处理方法;同时给出了分析耿氏二极管的一组实用的FDTD迭代公式;这两种方法的计算结果与文献及SPICE结果吻合较好.     

太赫兹波在均匀等离子体中的传播

利用Z变换时域有限差分法(FDTD)数值模拟了太赫兹波在均匀等离子体中的传播情况.计算了不同频率太赫兹波在不同等离子体密度、不同碰撞频率以及不同等离子体厚度下的传播情况.数值结果表明,均匀等离子体对太赫兹波没有吸收效果,因此,太赫兹波能很好的对抗等离子体隐身.     

一种采用边界检测的自适应区域分解时域有限差分方法

提出了一种采用边界检测的自适应区域分解时域有限差分(FDTD)方法:将待解问题分解为若干独立的子区域;在各个子区域之间通过连接边界条件,进行自适应检测;当检测到波传播至检测边界上时,相应子区域被激活,并进行传统的FDTD迭代计算,否则,该子区域将不参与场值迭代.通过这样一种边界检测信息传递方案,把各个子区域联系起来,获得原问题的解.实际仿真结果表明,这种方法在解决复杂问题和加快计算时间方面是有效的.     

电大尺寸物体电磁场问题的修正离散卷积法

该文在将离散卷积法(DCM)公式化的基础上,通过修改迭代矩阵,使其Frobenius范数趋于零,得到一种新的迭代矩阵,形成了修正离散卷积法.计算结果表明,该方法在存贮量和迭代计算量方面与DCM相仿,但收敛范围更广.适用于电磁辐射与散射问题,尤其适用于电大尺寸的有限周期结构电磁散射.     

圆锥形横电磁波传输室特性的分析

在球坐标系下采用时域有限差分(FDTD)法对新型结构的圆锥形横电磁波传输室的场分布和均匀性进行了计算,分析了高阶模对场分布均匀性的影响,由此确定了圆锥形横电磁波传输室的上限工作频率范围.所得结果对圆锥形横电磁波传输室的设计和应用具有重要的意义.     

一种新的二维散射场远区时域信号实时获取方法

采用时域有限差分法求解散射问题时,时域信号的计算是在散射体近区内进行的,计算远区散射场通常有两种办法,一种是在频域内进行,另一种是在时域内进行.由于二维时域Green函数含有关于时间的积分,因而相对于三维问题,远区时域信号反而更难求解.文中通过把等效激励源位置进行量化,综合排列激励时序,从而把所有激励源关于时间的积分转化为一个矩阵向量乘积运算,大幅度减少了计算时间.同时,采用半解析的方法,精确地算出了其中的反常积分值.最终,实时、快速和精确地获取了二维散射场远区时域信号.     

有限长介质柱体电磁散射的区域分裂算法

提出用于分析非均匀、各向异性三维有限长介质柱体电磁散射的区域分裂算法(DDM),建立了超松弛迭代格式,通过选择适当的松弛因子以缩短计算时间.还把区域分裂法用于分析人体在电磁照射下的比吸收率(SAR)的分布情况,得出了与有关文献一致的结论.     

复杂媒质中差分方程的构造及其在电磁散射问题中的应用

有关非均匀复杂媒质电磁散射问题的求解是一个复杂而困难的问题。该文利用求解偏微分方程的分插值肖为有关非均匀复杂媒南电磁散射建立差分方程，给出了建模过程并应用于各向异性媒质和旋波媒质电磁散射问题差分方程的构造，并分析了每个方程的计算准确度，一些典型问题的数值计算结果表明了该方法的有效性。     

半无限大空间中二维目标微波成象的新方法

提出了一种利用模拟测量得到的时域散射信息对埋于半无限大空间中的二维电磁目标进行微波成象的新方法－时域变分迭代法（Ｔｉｍｅ－ＤｏｍａｉｎＶａｒｉａｔｉｏｎａｌＩｔｅｒａｔｉｖｅＭｅｔｈｏｄ）,ＴＶＩＭ）,列举了一些典型的数值反演实例,并与有关文献结果作了比较,考察了ＴＶＩＭ的收敛性能,反演复杂目标能力和抗随机噪声等反演性能,从理论上分析了形成ＴＶＩＭ良好反演性能的原因。     

解奇异问题的一种变换有限元及渐近展式

本文提出一种解奇异问题的变换有限元法，证明了具有整体高精度的误差渐近展式，从而可以利用外推，校正等方法来提高精度。     

随机微分方程2种数值方法的稳定性分析

给出了求解随机微分方程的2种数值方法:有限差分法和向后Milstein法,基于随机微分方程的试验方程分析讨论了2种数值方法的均方稳定性和A-稳定性,得到了相应的稳定性条件和稳定域.最后应用MatLab进行模拟演示,模拟演示结果表明,有限差分法和向后Milstein法都全局一阶强收敛于随机微分方程的求解过程,并且验证了均方稳定理论的正确性.     

平面问题的高阶有限条法

在本文中,作者推导出一种平面问题的具有中间节线的高阶有限条法。该有限条法由于其位移函数是用正弦级数与多项式迭加而成,两端部的位移呈抛物线,故该有限条法能与有限元法混合使用解决复杂结构的分析计算,从而达到比单独使用有限元法降低计算费用、减少输入数据。     

区域分裂法:一种精确高效的三维微波结构全波分析方法

提出了三维微波结构的全波区域分裂算法.和其他方法相比,该算法可以大幅度地降低计算规模和计算的复杂性.文中详细讨论了不重叠型区域分裂法及其在差分格式下的实现,并利用差分格式下的区域分裂法计算了矩形波导内部三维分层结构和多层微带贴片天线的散射参数.所得结果和直接采用FDFD所得结果几乎完全吻合,证明了算法的正确性和有效性.     

简支边界条件下弹性地基上变截面梁的弯曲变形

采用梁的线性理论分析了弹性地基上的梁随截面厚度或宽度(或材料常数)沿长度变化而引起的弯曲变形,针对厚度按指数函数变化(材料常数按线性函数变化)的情况,用有限差分法计算了变截面梁在周边简支边界条件下的弯曲变形.并给出了丰富的数值结果,结果表明,梁截面的变化参数、弹性地基参数,机械载荷对梁的弯曲变形有显著影响,对工程结构设计提供了参考.     

两点边值问题奇异解的奇异有限元法

采用具有小支集的奇异基函数的有限元法求解奇异两点边值问题的奇异解.这种方法既保持了有限元刚度矩阵的带状性质,又能获得最佳的逼近精度。