新的迭代算法在粗糙表面电磁散射的应用

对于表面电磁散射,应用矩量法时,表面未知变量的数目非常大,即使对于一维表面也需要几千个未知变量,当我们求解矩阵方程时,计算机对求解的问题有内存和速度的限制。为了克服内存在的限制,本提出了一种新的基于带形反演的迭代方法,并采用这一种新的迭代数值算法对周期表面的电磁散射问题进行了研究,并与矩阵反演方法进行了比较,所得结果表明,这种新的迭代法具有很好的收敛性,所提出的计算公式是可行的。     

指数随机粗糙表面的电磁散射研究

本文利用数值方法研究指数随机粗糙表面的电磁散射问题。应用矩量法研究指数随机粗糙表面的电磁散射可以使我们获得较为精确的数值结果。但是 ,对于表面散射 ,应用矩量法时 ,表面未知变量的数目非常大 ,即使对于一维表面也需要几千个未知变量。当我们求解矩阵方程时 ,计算机对求解的问题有几个限制 ,一个是内存的限制 ,一个是速度的限制。为了克服内存的限制 ,发展了许多迭代数值算法。本文发展了一种新的数值迭代方法。利用这一方法 ,我们对指数随机粗糙表面的电磁散射问题进行了研究 ,并与矩阵反演方法进行了比较。所得结果表明 ,这种新的迭代法具有很好的收敛性     

指数随机粗糙表面的电磁散射研究

本文利用数值方法研究指数随机粗糙表面的电磁散射问题,应用矩量法研究指数随机粗糙表面的电磁散射可以使我们获得较为精确的数值结果,但是,对于表面散射,应用短量法时,表面未知变量的数目非常大,即使对于一维表面也需要几千个未知变量,当我们求解矩阵方程时,计算机对求解的问题有几个限制,一个是内存的限制,一个是速度的限制,为了克服内存的限制,发展了许多迭代数值算法,本文发展了一种新的数值迭代方法,利用这一方法,我们对指数随机粗糙表面的电磁散射问题进行了研究,并与矩阵反演方法进行了比较,所得结果表明,这种新的迭代法具有很好的收敛性。     

粗糙表面TE散射的Monte Carlo摸拟

研究了随机粗糙表面的电磁散射问题.在用数值方法研究粗糙表面电磁散射过程中,经常遇到大型的数值计算问题,为此提出一种新的基于积分方程的区域分散算法.采用这种算法,可以将大型计算问题分解为几个小型的问题进行求解.用此新的算法对粗糙表面的散射进行了Monte Carlo模拟.散射计算结果与用直接反演的计算比较结果表明,两种方法符合很好,从而证明了所提方法的可行性.另外,从散射结果我们也得到粗糙表面的背向加强现象.     

粗糙表面TE散射的MonteCarlo模拟

研究了随机粗糙表面的电磁散射问题，在用数值方法研究粗糙表面电磁散射过程中，经常遇到大型的数值计算问题，为此提出一种新的基于积分方程的区域分散算法，采用这种算法，可以将大型计算问题分解为几个小型的问题进行求解。用此新的算法对粗糙表面的散射进行了MonteCarlo模拟，散射计算结果与用直接反演的计算比较结果表明，两种方法符合很好，从而证明了所提方法的可行性，另外，从散射结果我们也得到粗糙表面的背向加强现象。     

导体电磁散射特性无网格方法研究

传统数值方法的展开依赖于基函数网格生成,当离散网格不满足其构成条件时,算法的计算精度和效率会降低。针对这一问题,该文提出了不受离散网格质量限制的无网格方法。该方法采用无规律、自由生成的任意网格,基于点离散基础对目标的电磁特性进行数值分析。给出了无网格法在求解导体表面电磁散射时的矩阵求解过程,包括方程离散过程、矩阵元素计算过程及求解表面电场积分方程时对奇异积分的处理过程。几种典型算例的分析结果表明,无网格方法结合该文预条件提高了近相互作用的准确性。     

基于物理相互作用的预处理方法及其在电磁散射和辐射问题中的应用

提出了一种新颖的基于物理相互作用的预处理方法,用于对电磁辐射和散射问题生成的系数矩阵进行预处理.通过在每个结点求解小型线性方程组,可获得相应预处理矩阵参数.应用得到的预处理矩阵对大型系数矩阵进行预处理,可以明显减少计算所需要的迭代步数.文中给出了将该预处理方法应用于电磁散射和辐射的例子:分别为基于多层多极快速算法(MLFMA)求解三角反射器散射问题的计算,和对缝隙阵天线、基站天线辐射问题的计算.计算结果验证了该预处理方法的有效性.     

宽带电磁散射特性的Chebyshev逼近分析

将切比雪夫逼近理论应用于目标宽带电磁散射特性分析中,通过求解给定频带的切比雪夫节点并用有限元方法求得各节点处的目标表面场值,实现整个频带内任一频率点目标表面场值的快速预测,使得目标电磁散射特性得到快速分析.这一方法避免了在给定频带内对有限元矩阵的反复计算,大大减少了计算机的内存.     

一种新的求解Sylvester矩阵方程AXB~T+BXA~T=F的参数迭代方法

提出了一种新的参数迭代方法,用于求解形如AXB~T+BXA~T=F的Sylvester矩阵方程,其中A,B,F∈Rn×n为已知矩阵,X∈Rn×n是未知的,并讨论了所提出方法的收敛性.此外,当A和B是对称正定矩阵时,分别给出了新方法的最优迭代参数和近似最优迭代参数.最后,通过若干数值实验说明了新方法的有效性和准确性.     

超松弛迭代-双共轭梯度在三维电磁问题有限元分析中的应用

应用矢量有限元方法(FEM)对三维电磁问题进行分析,研究应用超松弛迭代(SSOR)方法预处理的双共轭梯度(BICG)求解有限元线性方程组的收敛特性.文中给出了SSOR-BICG方法的高效算法,并对三维腔体的电磁散射问题和三维波导不连续性结构进行了分析.研究表明,通过SSOR预处理,在不增加内存消耗的情况下,有限元系数矩阵性态大为改善,BICG求解速度大大提高.SSOR-BICG方法在计算时间上比BICG方法和共轭梯度法(CG)分别可以提高了4倍和44倍,从而为电大目标的有限元方法快速分析提供技术支持.     

高斯型良导体随机粗糙面散射系数的数值计算

采用矩量法计算狄利克莱边界条件下一维高斯型随机粗糙面的收发分置的散射系数，运用脉冲基函数和点匹配的矩量法，在入射波为锥形波的条件下，分析了两种频谱函数下的仿真结果。结果表明，该随机面仿真粗糙导体面效果较好，为电磁环境建模提供了一种方法。     

二维多粗糙度分层粗糙面与上方目标复合电磁散射计算方法

研究了二维多粗糙度分层粗糙面与上方目标复合电磁散射特性的自适应迭代物理光学算法。采用Monte Carlo法并结合高斯谱函数生成高斯粗糙面,基于分区域建模方法,建立了二维多粗糙度分层粗糙面和上方目标的复合模型。利用物理光学法和等效原理,得到分层粗糙面和目标的直接感应电磁流;基于表面积分方程,分析了分层粗糙面之间以及粗糙面和目标之间的耦合电磁流迭代机理。引入感应电磁流能量改变速率,对传统迭代物理光学法进行改进,使算法自动收敛。将计算结果同多层快速多极子方法和迭代物理光学法进行比较,验证了算法的准确性和高效性。在此基础上,研究了不同目标、不同粗糙度的分层粗糙面的双站RCS计算结果和散射特性,讨论了分层粗糙面间距对双站RCS计算结果和散射特性的影响。本研究为分层环境及上方超低空突袭目标的探测、分类和识别提供了数据支撑和理论基础。     

分析三维随机介质目标散射问题的SMCG方法

应用稀疏矩阵规则网格(sparse matrix canonical grid，SMCG)法分析了三维随机介质目标的电磁放射问题.用矩量法术解介质放射体的体积分方程时，根据放射体离放单元间场相互作用的强弱，将阻抗矩阵分解为近区强相互作用的稀疏矩阵和远区弱相互作用的补充矩阵、在用共轭梯度法迭代求解矩阵方程时，将格林函数在规则网格点上进行泰勒级数展开，进而可利用快速傅里叶变换计算弱相互作用矩阵与待求向量的乘积，而强相互作用矩阵与待求向量的乘积可以直接计算、文中对几种不同情况的随机介质目标的远区放射场进行了计算，结果表明SMCG法的计算结果与满阵矩量法的计算结果吻合良好，而所需的计算机内存和计算量却大为减少．     

一种改进的图形电磁计算(GRECO)多次散射计算方法

雷达目标中存在着大量的二面角结构,而二面角多次散射的贡献是目标远场雷达散射截面积的重要组成部分.针对传统图形电磁计算(graphical electromagnetic computing,GRECO)法中的缺陷,使用几何光学(geometry optics,GO)和物理光学(physics optics,PO)的混合方法完成目标多次散射计算,并提出一种基于最小夹角法的自适应步长搜索算法,对符合多次散射条件像素对的搜索进行了优化.使用该算法计算典型二面角模型和组合模型的远场雷达散射截面积,计算结果准确可信.该方法对目标隐身与反隐身研究以及目标自动识别具有良好的工程应用价值.     

基于物理模型的动态海面电磁仿真方法研究

针对微波海洋遥感中复杂海面电磁环境难以准确建模的问题,给出了粗糙海面及目标的电磁仿真方法。通过海浪谱模型建立了与实际情况相符的三维海面,设置相应的电磁参数,准确复现海洋环境。采用时域有限差分方法(FDTD),将空间和时间离散化并进行迭代运算,计算动态实时的电磁分布状态。最后通过仿真对海面模型进行验证,并给出了相应的电磁分布状态。结果表明,该方法能够有效实现完整的海洋电磁散射仿真系统。     

三维电大尺寸复杂群目标的单站RCS的快速多极子分析

用快速多极子算法(FMM)和共轭梯度法(CG)求解三维电大尺寸复杂群目标的电磁散射特性。对单站雷达散射截面(RCS)的预估,更采用了物理光学电流近似和相位修正的继承迭代法两项措施进一步加快了求解过程。该方法具有节省内存,计算量小,迭代速度快且精确度高的特点,特别适于准确分析多个电大尺寸目标间的相互影响。用三维计算实例验证了该方法在解决电大尺寸复杂群目标电磁散射分析方面的有效性和优越性。     

波束入射时一维动态粗糙海面的电磁散射

基于粗糙面散射场积分方程,采用目前较为普遍的前、后向加速迭代法来求解具有Pierson-Moskowitz谱的动态导体粗糙海面的波束散射问题,数值计算后向散射截面的角分布,讨论了波束和平面波入射时动态海面在不同尺度、采样间隔及不同风速下的散射截面的变化,尤其对掠入射散射做了讨论,得到了平面波和波束入射时后向散射截面随掠入射角近四次方的变化关系。     

关于广义非凸变分不等式问题投影算法的注记

引入和研究了一类新的广义非凸变分不等式,利用投影技巧,给出了一个求解此类非凸变分不等式的迭代算法,最后证明了该算法在适当的条件下收敛.所得的结果修改了最近一些文献不足的结论,也对先前一些重要结论做了推广改进.     

电磁波CT揭露重大工程岩溶发育特征--以某地铁岩溶勘察为例

灰岩地区岩溶发育程度严重影响重大工程建设,以钻探为主的城市岩溶勘察,很难充分查明地下岩溶发育特征及规模,而高密度电法、浅层地震反射等其余地球物理方法因场地条件限制和干扰因素较多,在城市岩溶探测中很难实施。鉴于此,本文采用井间电磁波CT层析技术对某地铁进行岩溶探测,应用联合迭代重建技术（simultaneous iterative reconstruction technique 简称SIRT）进行反演,获取电磁波CT吸收系数等值线图,并通过吸收系数判断岩溶发育状态。研究结果表明：电磁波CT层析技术可较好揭露地下岩溶发育规模和特征,探测结果与钻孔资料揭露岩溶信息高度吻合。该方法的成功引入为重大工程岩溶探测提供了新思路,其探测成果结合钻孔信息可作为重大工程建设可靠的地质参考依据,具有较好的科学意义和推广价值。