二维涂敷导体柱电磁散射特性的有限元分析

本文利用有限元一边界积分方程混合方法计算一个介质涂敷二维导体柱的电磁散射特性。文中利用有限元算法来计算柱体虚构边界内部场,用边界积分方程法计算虚构边界外部场,虚构边界上通过场的连续性耦合,得到一个内部场和边界场解的耦合方程组,从而计算出边界外部任何位置的散射场及雷达散射截面。所得结果与其它文献中的精确结果比较,吻合很好。     

等效微波网络法计算分层偏心介质圆柱的散射

采用T矩阵聚合和广义散射参数矩阵的混合方法将内含多个柱体的分层偏心介质圆柱等效为一个微波网络,利用聚合T矩阵算法求得多个柱体的总体T矩阵作为网络的负载反射矩阵。介质分界面被等效为以第一类贝塞尔函数和第二类汉克尔函数作为基底的广义散射矩阵;利用柱面波加法定理完成不同坐标系间的波函数转换,从而将各层组成一个散射参数级联网络。利用这个等效网络分析了多个分层偏心介质圆柱对TM和TE波的散射截面。     

磁介质的分子电流模型和磁偶极子模型

根据磁单极存在时的麦克斯韦方程组,通过分析运动介质中的麦克斯韦方程组以及介质在磁场中的应力,得到磁介质的分子电流模型与磁偶极子模型不等效的结论。     

混合散射问题解的存在性与唯一性

考虑了一类均匀介质背景中含有涂层和不可穿透的障碍物的混合散射问题.应用位势理论,将混合边值问题转化成一个边界积分方程组;通过分析该边界积分方程组的性质,利用Fredholm定理,得到这个边界积分方程组解的存在性和唯一性,由此获得原问题解的存在与唯一性.     

机床切削振动仿真计算的结构动力学模型

导出机床结构及自由度等效系统运动微分方程一般形式，分析了应用Ｒｕｎｇｅ－Ｋｕｔｔａ方法求解方程组仿真切削振动的局限，另一方面，对机床结构发展建立了运动积分方程，采用迭代法体现切割过程与机床结构的相互作用，指出利用该模型仿真切削振动的优越性，提出应用数值积分和简单迭代方法求解非线性积分方程组。     

适用于特定介质电磁散射的单等效流积分方程

为解决介质电磁散射问题中传统的单等效流积分方程中计算复杂度高的问题,提出了一种新的单等效流积分方程.通过计算若干介质体的雷达散射截面,发现对于高介电常数的介质体,该方程能在保证一定计算精度的同时,显著降低数值积分的奇异性和计算总量.最后简单分析了该方程成立的原因.     

地下电波法在深层地下物探中的应用研究

采用矩量法研究了有耗媒质中有限长圆柱对称天线的辐射特性及三维金属地质目标散射特性。首先推导了有耗媒质中圆柱对称天线的海伦积分方程;然后利用等效原理建立导体表面的电流积分方程,并采用伽略金方法将积分方程组转化为矩阵方程组,求解出散射体表面的等效电流分布,计算出其散射场;最后以典型散射体为例,进行了仿真计算分析。数值计算结果表明,采用矩量法所得的数值计算结果与AnsoftHFSS仿真的结果具有良好的一致性,验证了理论分析的正确性与程序编制的可靠性。因此该方法在深层地下物探研究中有一定的理论和应用价值。     

地下电波法在深层地下物探中的应用研究

采用矩量法研究了有耗媒质中有限长圆柱对称天线的辐射特性及三维金属地质目标散射特性.首先推导了有耗媒质中圆柱对称天线的海伦积分方程;然后利用等效原理建立导体表面的电流积分方程,并采用伽略金方法将积分方程组转化为矩阵方程组,求解出散射体表面的等效电流分布,计算出其散射场;最后以典型散射体为例,进行了仿真计算分析.数值计算结果表明,采用矩量法所得的数值计算结果与Ansoft HFSS仿真的结果具有良好的一致性,验证了理论分析的正确性与程序编制的可靠性.因此该方法在深层地下物探研究中有一定的理论和应用价值.     

多导体柱电磁散射的快速算法

该文根据等效原理 ,从单个介质体出发推出了多个导体柱体电磁散射的快速多极子表达式 ,同时针对利用递推算法求解高阶汉克尔函数时可能出现不稳定的问题 ,文中提出一种解决方法 ,最后用快速多极子法计算了四个导体柱的散射场 .     

直流电场微分-积分方程的Fourier变换解法

根据直流电场的微分-积分方程,得出了在介质纵向分层或径向分层情况下空间任意点的电位与不同介质边界面上场强法线分量跃变值的关系式,从该关系式出发可得关于跃变值之Fourier变换的线性代数方程组,将方程组的解作逆Fourier变换后的结果代入相应的关系式,即得电位的解析式。     

填充层状电介质矩形波导中的电磁波

令向量位的方向垂直于介质分界面，由Maxwell方程可以得到Ey和Hy模的分量按本征函数系的展开式。为了得到本征函数的本征值，必须导出在Ey模和Hy模中的本值方程。在各层介质中kx有相同值，kz亦然，因此K^2=k^2x kx^2也具有相同的值kx可以直接由边界条件得到，而各层介质中的K必须通过边界条件与连续性条件求解。在由场分量的边界条件和连续性条件导出的线性方程组中将本征函数的系数视为未知数，令方程组具有不平凡解，得到ky的本征方程，利用ki^2=K^2 k^2yi(i=1,2,3)，再将此方程转换为本征方程。由本征函数的正交性还得到了本征函数的归一化系数。     

水平集方法及其在柔顺机构拓扑优化中的应用

由于具有跟踪拓扑结构变化、优化边界清晰光滑等优点,水平集方法作为一种新颖的机构拓扑优化方法近来受到了重视.文中首先讨论了水平集方法中Hamilton-Jacobi方程的求解、水平集函数的重新初始化、速度场扩展等出现的问题.在此基础上,给出了应用逆风差分格式求解Hamilton-Jacobi方程的数值方法,并采用改进的符号函数有效解决了数值的不稳定问题,提出的快速扫描法可以对速度场进行有效扩展.最后,建立了基于水平集方法的柔顺机构拓扑优化模型,利用水平集法对反位移柔顺机构进行了拓扑优化设计.     

各向异性介质覆盖导体柱电磁散射特性的FEM/BEM分析

应用有限元-边界元耦合法计算任意截面形状二维各向异性介质覆盖导体柱的雷达散射截面,对介质柱内、外区域分别应用有限元和边界元法进行分析,然后通过场的连续性进行耦合,形成待求矩阵方程,最后应用内观法结合多波前法求解该方程.作为算例,分别计算了无限长各向同性介质覆盖导体方柱和圆柱在平面电磁波照射下的雷达散射截面,结果与有关文献一致,在此基础上计算了各向异性介质覆盖导体方柱和圆柱的雷达散射截面.     

A Modified Beam Propagation Method Based on the Galerkin Method with Hermite-Gauss Basis Functions

1IntroductionResearchin photonic integrated circuits(PICs)and planar lightwave circuits(PLCs)has becomeactive inrecent years.Analysis and simulation ofelectromagnetic wave propagation are essential foroptimizing designs of these circuits.Therefore,various simulation techniques have been studiedfor this purpose[1].Among them,the beampropagation method(BPM)[1,2],whichis capableof treating both guided as well as radiated modessimultaneously,is currently the most widely usedtool.To date,numero…     

论在正弦电场下场和路的统一

麦克斯韦的全电流方程式与交流电路基本算符的综合形式是能统一的。本文揭示了一个重要的结果,那就是容性和感性两种统一算符分别为同一交流基本算符在以容性参数为主和以感性参数为主的电路系统中的具体表现形式,导纳统一运算方程组的规则适用于电介质材料基本电参数的定义,阻抗统一运算方程组的规则适用于磁介质材料基本电参数的定义。     

使用Z变换FDTD法计算仿真色散媒质中电磁场

在使用FDTD法计算仿真电磁波在复杂色散媒质中的传播时，由于介电参数的复杂性往往给实现带来很大的困难，因此有必要对常规的Maxwell方程做出修改，使得FDTD迭代式能更独立于媒质函数，有利于程序通用化；基于此使用Z变换法把FDTD法应用到复杂色散媒质电磁场计算中；最后给出了一维情况下的仿真图．使用上述z变换法可以简便对于色散媒质FDTD法计算和编程．     

自由多刚体系统主体动力学方程及通用程序

本文讨论由n 个刚体铰接成任意树形的多刚体系统.在系统处于腾空或失重状态,除主体外的各刚体受控的情况下,导出了描述该系统主体姿态的动力学方程.利用四元素描述主体的姿态,该方程是由4个一阶方程组成,并推导出标准形式.由该方程建立的数值积分通用程序只要求输入一组描述系统的基本参数及邻接刚体相对运动控制规律.文末给出了利用该程序于运动生物力学仿真研究的例子.     

块三对角矩阵方程的追赶法及其应用

导出了块三对角矩阵方程追赶法的一套递推关系式，并编制出相应的计算机Ｃｏｄｅ。该Ｃｏｄｅ具有良好的实用价值，可供在实际问题中使用。     

多刚体系统嵌入约束的动力学方程

应用分析动力学的嵌入约束方法,导出了多刚体系统动力学嵌入约束的Lagrange方程、Roberson—Wittenburg方程和Kane方程。     

介质覆盖导体柱散射特性分析

应用有限元-边界元耦合法计算任意截面形状二维介质覆盖导体柱的雷达散射截面，对介质柱内、外区域分别应用有限元和边界元法进行分析，然后通过场的连续性进行耦合，形成待求矩阵方程，最后应用内观法结合多波前法求解该方程．作为算例，分别计算了无限长介质覆盖导体方柱和圆柱在平面电磁波照射下的雷达散射截面，结果与有关文献一致，在此基础上计算了两层介质覆盖导体方柱和圆柱的雷达散射截面．结果表明，由于使用了内观法结合多波前法求解非对称稀疏矩阵，大大减少了计算时间．