MLFMA用于三维电大目标电磁散射特性的快速计算

基于曲面RWG基函数结合多层快速多极子方法计算电大尺寸目标的电磁散射。该法与平面RWG基函数方法相比,所需未知量更少,所需存储更少,同时保持了计算结果高精度,节省了大量内存。本文给出了基准目标如导体球、双橄榄体、金属圆柱的后向散射结果,这些结果均与文献中给出测量值吻合很好,充分说明了此方法的正确性和高效性。在工程上有较大的应用价值。     

MLFMA用于三维电大目标电磁散射特性的快速计算

基于曲面RWG基函数结合多层快速多极子方法计算电大尺寸目标的电磁散射。该法与平面RWG基函数方法相比,所需未知量更少,所需存储更少,同时保持了计算结果高精度,节省了大量内存。本文给出了基准目标如导体球、双橄榄体、金属圆柱的后向散射结果,这些结果均与文献中给出测量值吻合很好,充分说明了此方法的正确性和高效性。在工程上有较大的应用价值。     

用于分析电磁散射问题的快速多极算法

用启发式方法给出了FMA的基本思想 ,并以三维导体目标为例分析了FMA的步骤 ,也给出了MLFMA的基本思路 .然后用该方法计算了导体球的RCS ,指出该方法的应用前景 .通过分析表明该方法在计算速度和存储要求方面比矩量法有明显优势 ,适合于在现有计算机条件下求解电大尺寸目标的散射问题 .     

用于分析电磁散射问题的快速多极算法

用启发式方法给出了FMA的基本思想，并以三维导体目标为例分析了FMA的步骤，也给出了MLFMA的基本思路。然后用该方法计算了导体球的RCS，指出该方法的应用前景。通过分析表明该方法在计算速度和存储要求方面比矩量法有明显优势，适合于在现有计算机条件下求解电大尺寸目标的散射问题。     

均匀介质体散射的不同面积分方程组合形式的精度和效率研究

针对不同组合系数对最终离散方程的计算精度和效率的影响这一研究缺失,系统分析和数值研究了不同组合系数对最终组合离散方程的计算精度和效率的影响.提出了组合系数选择的一般原则,给出了近来公认较好的积分方程组合形式JMCFIE的更优组合系数.数值实验表明,优化组合系数后的JMCFIE在保持高精度的同时,比以往通常JMCFIE具有更快的收敛速度.     

多层快速多极子分析三维复杂目标的谐振区电磁散射特性

用多层快速多极子方法（MLFMA）和预优的广义最小残差法（GMRES）计算了三维复杂目标的谐振区电磁散射特性。对于在谐振区中5～10个波长目标的电磁散射体,MLMFA比矩量法（MOM）和快速多极子法（FMM）占用内存少很多,计算速度也更快;本文讨论了MLFMA中重要参数多极子数L的优化选取,同时采用了预优的GMRES方法求解MLFMA大规模矩阵方程,这比采用传统的共轭梯度（CG）法具有更大的优越性。最后对某导弹模型和典型隐身飞机模型进行了谐振区散射特性的高效求解分析。     

两种积分方程法求解均匀介质体散射问题的比较

针对均匀介质体散射问题,对比研究了基于2种积分方程的5种矩量法实施方案的求解精度和效率.分析了单积分方程和Poggio-Miller-Chang-Harrington-Wu (PMCHW)方程各种矩量法实施方案的特点和效率,通过数值计算进行验证,并对相应的数值现象作出解释.结果表明:基于单积分方程的矩量法与PMCHW方程矩量法一样精确,迭代收敛速度更快;基于单积分方程的磁场积分方程,矩量法生成矩阵和迭代求解的效率最高,但存在谐振点.     

应用Loose GMRES-FFT技术快速分析三维物体的散射特性

该文采用电场积分方程（EFIE）结合矩量法用来分析三维电磁散射问题,Krylov迭代方法结合快速傅里叶变换技术（FFT）用来求解矩阵方程。但当散射体的介电常数变大时,阻抗矩阵的条件数也随之变大,从而使得求解矩阵方程时收敛速度很慢。该文采用了引入Loose—GMRES（LGMRES）方法结合FFI、技术分析大介电常数的三维物体的散射特性,极大地提高收敛速度,改善可达10倍之多。     

电大尺寸导带二维散射的快速矩量法解

用矩量法（MOM）、预条件共轭梯度法（PCG）和快速傅里叶变换（FFT）的混合技术分析了电大尺寸导二维散射问题,该方法以等效电流作为未知函数建立积分方程或积－微分方程,然后通过矩量法获得一个线性方程组,用预条件共轭梯度法与快速傅里叶变换的结合算法（PCGFFT）来求解这个线性方程组,其中采用了T．Chan优化循环预条件器,该混合技术降低了对计算机内存的需求,加了算法的迭代速度,且增强了算法的收敛性。     

MLFMA分析表面不连续特征散射特性

通过对i缝隙实测与多层快速多极子算法(MLFMA,Multilevel Fast Multipole Algorithm)计算曲线进行对比,证明开发的程序可用于飞行器表面不连续特征研究.采用数值方法研究了单缝隙随宽度、单台阶随高度变化的规律,分析了三缝隙板、三台阶板电磁散射与其间距、极化方式之间的变化关系,并将散射结果与金属平板结果进行比较,定量总结了各参数的影响;数值结果表明,随着缝隙宽度、台阶高度的增加,不连续特征散射增强三缝隙、三台阶的散射具有相互干涉性,且随间距的增加,曲线振荡增强.该结论可以用来提高飞行器的隐身性能.     

层状介质中三维物体重构的对比源反演算法

对比源反演（CSI）算法将反演问题转化为求解成本泛函的极小值问题,从而形成重构对比源和对比度的迭代序列。开发了一种三维CSI算法对层状介质中的三维物体进行重构,该算法是对二维对比源反演算法的推广。该算法无须正演计算,亦无须人为地选择正则化参数,反演过程更稳定。CSI的每一次迭代过程均采用快速Fourier变换技术计算并矢Green函数算子及其共轭算子,确保了该算法在三维层状介质情况下的高效率。复杂模型的反演结果说明,CSI算法对重构层状介质中的任意三维异常体是非常有效的。     

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。     

三维物理场中多等值曲面的快速绘制

在分析和研究三维物理场中多等值面可视化的基础上,提出了采用体绘制技术直接绘制多等值曲面的模糊算法,另外还做了3点改进:①优化了确定重采样点坐标的搜索方法;②选用三维双线性插值函数替代了常用的三维线性插值函数;③从实际出发,简化了光照模型的算法.从而,既加速了图形的绘制速度,又提高了画面质量     

三维坐标点集的空间直线度高精度快速评定

针对3维坐标点集合空间直线度误差评定时出现的精度不高、评价效率低的问题,提出一种具有较高精度和较好鲁棒性的3点高精度快速算法(3PHFA).该算法依据国家标准规定的空间直线度有效判别形式,通过3维最小二乘法(3DLSA)拟合、空间坐标转换、坐标投影和确定最小包容圆(MCC),并最终确定最小包容圆柱面(MCS).通过在3DLSA基础上增加高效搜索算法,空间直线度评定精度提高约20%,耗时1s以内.对比不同评定算法表明:3PHFA具有效率高、精度高、鲁棒性好的优点,其误差评定精度全面优于3DLSA,适用于三坐标测量机(CMM)这类实时处理系统,具有良好的实用价值.