二阶阻抗边界条件下三维抛物方程的ADI方法研究

针对损耗地面Leontovich阻抗边界条件下,三维抛物方程CNFD方法计算效率与计算精度较低的不足,研究了二阶阻抗边界条件下三维抛物方程的ADI方法。采用ADI技术处理了二阶阻抗边界条件下的三维抛物方程,得到其差分格式;利用二阶阻抗边界条件下三维抛物方程计算了电波传播的算例。算例表明：相比Leontovich阻抗边界条件,二阶阻抗边界条件具有更广的适用范围和更高的计算精度;相比传统的CNFD方法,采用ADI技术处理三维抛物方程以及阻抗边界条件,能够在城市小区基站天线覆盖性能的模拟中极大地提高计算效率。     

二阶阻抗边界条件下三维抛物方程的交替隐式差分方法研究

针对损耗地面Leontovich阻抗边界条件下,三维抛物方程CNFD方法计算效率与计算精度较低的不足,研究了二阶阻抗边界条件下三维抛物方程的ADI方法。采用ADI技术处理了二阶阻抗边界条件下的三维抛物方程,得到其差分格式;利用二阶阻抗边界条件下三维抛物方程计算了电波传播的算例。算例表明:相比Leontovich阻抗边界条件,二阶阻抗边界条件具有更广的适用范围和更高的计算精度;相比传统的CNFD方法,采用ADI技术处理三维抛物方程以及阻抗边界条件,能够在城市小区基站天线覆盖性能的模拟中极大地提高计算效率。     

关于抛物方程傅里叶变换步进算法在电波绕射中的应用研究

抛物方程傅里叶步进算法是电波传播覆盖预测的兼顾计算精度和计算速度的有效算法.在本文计算分析研究中,考虑菲涅耳绕射问题的解析结果与抛物方程计算结果进行了比较.在数值计算研究中,讨论了抛物方程最大偏离角度,傅里叶变换数据点数,离散间隔对障碍物绕射结果的影响.     

抛物方程中处理不规则地形的混合算法

首先应用抛物方程并结合分段线性平移变换法预测了不同倾斜角的三角形地形条件下的电波传播特性,其计算结果表明平移变换法在倾斜度较大时产生较大误差。对此提出了分段线性平移变换法与地形屏蔽法相结合的方法,基于此混合方法预测了复杂地形下的电波传播特性;并利用射线跟踪法验证了此方法的可行性。该地形混合方法综合了分段线性平移变换法和地形屏蔽法的优势,在保证计算精度的同时拓宽了复杂地形建模的适用范围。     

森林环境电磁脉冲传播仿真的时域抛物方程方法

采用森林环境的3层等效模型,首先将植被等效为均匀有耗介质,推导有耗介质中电波传播的时域抛物方程方法,其次仿真电磁脉冲传播的时域特性,并通过傅里叶变换,给出了与Tamir经验值在频域的比较算例,最后证明时域抛物方程方法的有效性.     

基于抛物方程的蒸发波导传播研究

蒸发波导是近海面一种常见的异常大气折射结构,它能够部分陷获电磁波,从而改变电磁波传播特征,为实现电波超视距传播提供条件.使用分步傅里叶算法对电磁波传播的抛物方程模型进行求解,然后基于不稳定层、稳定层和中性层的修正折射率剖面,通过仿真得到了蒸发波导环境中不同层结条件下的空间场分布.     

移动通信中微小区电波传播损耗的预测模型

在自由空间电波传播损耗模型基础上,根据微小区内电波传播特点,提出了电波传播损耗的一般预测模型,其特点是用最小拐点距离D来统一反映天线高度和系统工作频率对电波传播损耗的影响,同时对电波在传播过程中经过的不同环境,分别用不同的路径衰减指数n来反映.     

标准抛物线方程SSFT算法在电波传播问题中的应用

对标准抛物线方程进行分裂步傅里叶变换(SSFT)算法的求解,并应用到自由空间的电波传播问题中.较有限差分法(FD)算法求解标准抛物线方程,该方法更适合于大尺度电波传播问题,且求解速度快,稳定性好.     

城市微区电波传播特性研究

阐述了一种三维电波传播模型来预测城市环境下的传播损耗．该模型建立在几何光学理论和几何绕射理论的基础上,模型考虑了地面和墙壁的反射,建筑物墙角和屋顶的绕射,计算出非视距区域的路径传播损耗     

城市非规则排列小区场强预测及可视区域电波传播特性的研究

以建筑物非规则排列城市小区电磁环境及电波传播特性为研究对象,应用射线追踪技术并以西安电子科技大学西南角为例数值研究非规则排列的城市小区中不同天线高度、建筑物的材料对可视区域电波传播路径损耗的影响,并预测该小区离地1.5 m处平面的电磁功率分布.研究结果表明:不同建筑物材料对电波传播路径损耗的影响大体一致,但电波传播路径损耗随天线高度的差异有所不同,离地1.5 m平面上各接收点电磁功率随离源点距离不同而不同.     

利用饱和-非饱和渗流模型计算坝体自由面渗流

建立了一种饱和-非饱和渗流模型求解坝体自由面渗流．该模型将坝体渗流场的饱和区、毛细区、壤水区表述成统一的非线性抛物型方程形式,通过计算近似间断的饱和度函数自动捕获渗流自由面(浸润面)．采用空间有限元离散、隐式时间方法求解描述饱和-非饱和渗流场非线性抛物型方程,对复杂坝体自由面渗流的求解精度高、计算方便．利用该方法对辽宁清河发电厂曹家沟灰场灰坝进行了三维数值计算,计算结果与实测及水-电比拟实验结果比较表明,计算结果是可靠的．     

求解抛物型方程的并行Monte Carlo区域分解算法

介绍了用Monte Carlo方法求解抛物型方程的3种游动模型, 给出了相应的证明及误差的概率估计式; 将Monte Carlo方法和区域分解算法相结合提出一种可并行计算抛物型方程的方法, 针对形式一般的方程给出了具体算法, 并指出算法适用的条件; 分别对二维、 三维抛物型方程进行数值实验, 实验结果表明该算法通过合理的安排, 几乎不需要数据传递, 在并行机上可以节省大量的计算时间.     

城市微小区电波传播预测

本文应用几何光学（ＧＯ）方法、一致性几何绕射理论（ＵＴＤ）和射线跟踪的方法对给定环境下的城市微区信道电波传播特性进行了预测     

曲线坐标系下非均匀水流中波浪传播的数值模拟

利用自适应网格技术，建立了曲线坐标系下缓变水深水域非均匀水流中波浪传播的数值模拟模型。将椭圆型非均匀水流中波浪传播的联合折射-绕射方程化为依赖时间变化的抛物型方程，并以此作为控制方程，克服了一般抛物近似方法的缺点；从开边界条件、不同反射特性的固壁边界条件相统一的表达式出发，对边界条件进行处理；用ADI法数值求解控制方程。验证结果表明，模型能适应复杂的边界形状，可以较好地模拟复杂边界条件下波浪传播过程中的多种物理现象，克服了以往各种代数坐标变换的局限性，有效地反映了水流对波浪传播的影响。模型的模拟结果可供实际工程参考使用。     

抛物方程模型及For3D程序在海域声传播规律中的应用

海洋中由于电磁波的衰减十分快速,导致了声音是唯一能够有效远距离传递信息的载体。因此研究声传播规律对于研究海洋、探索海洋都是十分必要的。近年来在分析声传播的问题中大概有简正波模型、抛物方程模型、射线理论以及快速场模型。本文主要利用了抛物方程模型及For3D程序来分析研究黄海海域三维声传播规律。     

基于FW-H方程的飞机低速构型气动噪声计算

由流体力学Navier-Stokes方程导出的非齐次波动方程———Ffowcs Williams-Hawkings方程(以下简称FW-H方程),可以精确描述在静止流体中运动物体与流体相互作用的发声问题.以FW-H方程为理论依据,采用混合方法:近场声源区采用CFD求解,获得流场信息;远场声传播区采用自主开发的声场计算程序求解三维FW-H方程时域解,计算得到观察点频谱图和总体声压级.     

多孔介质中可压缩驱动问题的全离散分裂正定混合元方法

提出了数值模拟多孔介质中可压缩驱动问题的全离散分裂正定混合元方法.引入分裂正定混合有限元方法来求解抛物型的压力方程.混合有限元方程组是对称正定的，并且流函数方程不依赖于压力方程.采用标准的Garlerkin方法来处理对流－扩散型的饱和度方程.给出了此方法的全离散格式，并分析了该全离散格式的收敛性.     

城市小区移动通信基站电磁辐射场强的计算机仿真

基于数字城市管理和射线跟踪算法的基本原理,采用三维实体环境建模、反向射线跟踪路径搜索和辐射场源射线多途径传播的场强合成算法,建立了一种对城市小区移动通信基站附近的电磁辐射场强进行系统建模与数值仿真的新方法。有效克服了传统电波传播预测模型不能适应不同小区环境下的复杂建筑模型,以及其它确定性方法不能精确找到电波传播路径的局限性。在城市小区的不同空间分布区域,计算机软件数值仿真结果与实地测量结果的良好一致性验证了该方法的实用性、有效性和正确性。     

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     

变分迭代法在多维抛物型方程反问题中的应用

通过抛物型方程反问题：ut=Δu＋p（t）u＋（x,t）,x∈,Ωt∈（0,T）,ΩRn的求解,阐述了变分迭代法在多维抛物型方程中的应用原理,变分迭代法在二维、三维抛物型方程的应用充分显示了对求一系列精确解具有很快的收敛速度,变分迭代法的应用范围更加广泛.