求解开腔体时谐散射问题的数值算法

针对一类开腔体时谐散射问题提出一种有效的数值算法. 该算法先对计算区域进行简单剖分, 再利用Fourier Bessel函数和平面波函数去近似解的局部性态, 并利用散射场的多极展开式逼近解在无穷远处的性态; 然后借助最小二乘算法迫使数值解在子区域内边界处近似满足连续性条件. 数值模拟验证了算法的有效性.     

求解一类介质散射问题的特殊解方法

采用特殊解方法, 计算求解一类时谐介质散射问题. 算法在区域简单剖分的基础上, 利用]基本解函数近似散射场的局部性态和无穷远处性态, 无需将无界域截断为有界域, 适用于一般散射体及多个散射体情形, 在粗糙网格下便可达到较高精度, 并实现快速收敛. 数值算例表明了算法的可行性和有效性.     

一类多重障碍散射问题的数值算法

针对多个散射体的障碍散射问题提出一种新的数值算法.该算法利用单层位势函数和双层位势函数的线性组合近似散射场的性态,无需截断与剖分区域,应用过程简单,收敛速度快.数值算例表明了算法的有效性.     

用于阵列波导光栅设计的傅里叶光学修正算法

以傅里叶光学为基础,应用菲涅耳-惠更斯原理推导出了用于设计阵列波导光栅解复用器的数学模型;分析了菲涅耳近似条件对光场在自由传输区进行高斯远场衍射的影响;提出了一种基于四阶量化误差的修正算法,并和传统的傅里叶光学法及StigmaticPoints法进行了比较分析;设计了一个具有0.4nm通道间隔的1×256信道阵列波导光栅解复用器,结果表明,得到的器件参数与实际设计值相吻合.     

基于波前法的球面三角剖分算法

鉴于现有球面三角剖分算法不能同时兼顾算法简单有效、剖分单元变形小和网格信息易于管理等特性,基于波前法层层推进原理,提出一种非层次递归剖分的球面三角剖分算法.并针对相邻波前剖分段数相等,其剖分单元几何变形比较大的情况,提出了网格优化方案.通过与QTM(quaternarytriangularmesh)算法比较,从剖分网格质量与剖分单元数两方面,分析了该算法球面三角网格的性能.分析结果表明:剖分所得的网格几何变形小、相似程度高、剖分单元数少,该剖分算法是一种有效的高精度球面三角剖分算法.     

基于优化方法重构光栅形状

考虑光栅形状重构问题, 即从已知的近场Cauchy数据出发, 重构良导体光栅表面形状. 基于平面波的稠密性, 先将衍射场近似写成有限个平面波的线性叠加, 再利用观测数据得到衍射场的近似, 最后使用数值优化方法逼近光栅形状. 数值算例验证了方法的有效性.     

光栅参数与小波谱值的关系

推导了光栅参数与小波频谱值之间的数学关系.采用矢量衍射理论和标量衍射理论两种方法分别计算光栅的衍射效率,并分析两者近似相等的条件,导出光栅参数和小波谱值的关系.以墨西哥帽小波为例计算平面透射光栅的狭缝宽度,获得平面透射光栅参数、衍射效率和墨西哥帽小波谱值的关系.     

简单多边形凸单元剖分算法的设计及实现

简单多边形凸单元剖分是计算几何的基本问题之一，剖分算法在许多领域均有较广泛的应用。本文给出了一个利用剖分线的特征性质，剖分简单多边形为凸多边形的剖分算法。算法消除了剖分后存在部分凸多边形可以合并的现象，既能使剖分得到的凸多边形数目较少，能使得到的剖分有较好的形态质量。实例表明算法具有较高的运行效率，因此有很好的实用性。     

基于增量算法的三角剖分算法

增量算法是平面投影法中一种常用的点云剖分算法,该算法编程简单,占用内存少,计算速度较慢.针对增量算法的特点,改进算法通过将不同位置的点剖分对应存储到不同的边链表和三角形链表中,降低了边和三角形的搜索时间,提高了三角化的速度.同时,采用了加点剖分中同步优化和初步剖分后全体再次优化的优化方案,大大提高了剖分三角形的质量.实际点云剖分的结果显示,该算法不仅速度快、占用内存小,而且形成的三角表面质量高.     

双曲型方程的Crank-Nicolson块中心差分方法

用Crank-Nicolson块中心差分法研究了有界区域上的线性双曲型微分方程的数值解,此方法以块中心差分方法和抛物型的Crank-Nicolson格式为基础.在非等距剖分的网格上得到了近似解和解的一阶导数.其特点是近似解按离散的L2模达到最优阶误差估计,解的一阶导数的近似解达到超收敛误差估计,达到和近似解同样的精度.本文所讨论的方法,在计算量上没有增加.数值试验结果与理论分析一致,说明格式具有高效的收敛性.     

Fraunhofer衍射的光量子路径积分方法

<正> 在波动光学中,Fraunhofer衍射的光强分布规律,可根据Huygens-Fresncl原理,用积分法或复振幅合成法进行计算,其结果与实验规律相符。表明光的电磁波动理论能很好的处理Fraunhofer衍射问题。而在1909年,Geoffre Taylor用强度非常弱的光源发出的光照射到一根针上,观察其衍射现象。从实验过程中,他证实了光子是单个地、断续地     

小孔近场衍射的矢量与标量角谱理论研究

文章依据角谱理论研究了,纳米小孔的近场衍射,采用矢量和标量角谱理论研究了电磁场的矢量性和衍射场中倏逝波对纳米小孔近场衍射的影响,给出了小孔近场衍射的数学表达式．理论计算了纳米尺寸下小孔的横向和纵向近场衍射光强分布,并获得了电磁场的矢量性和衍射倏逝波在小孔近场衍射的作用.     

一类非线性波动方程新的精确孤立波解

利用双曲函数方法求解一类非线性波动方程的精确行波解，得到了若干其它方法不曾给出的新的精确解.这种方法的基本原理是利用非线性波方程孤立波解的局部特点，将方程的孤立波解表示为双曲函数的多项式，从而将非线性波动方程的求解问题转化为非线性代数方程组的求解问题.     

大数量圆柱绕射问题递推算法的理论基础

利用单根圆柱绕射问题的特征函数展开解,直接构造出浪散射的传输矩阵,进而利用Ｂｅｓｓｅｌ函数和Ｈａｎｋｅｌ函数的平移公式,对水波动力学问题建立了大数量圆柱波浪绕射的递推算法。作为算例,就不同方向、不同波数入射波情况下的双圆柱绕射问题进行了具体计算,并将计算结果与多柱绕射问题截面周线波动源分布法的结果进行了比较,计算比较表明,文中建立的大数量圆柱绕射问题的递推算法是有效的。该算法可以进一步拓广至其他形     

广义Burgers-Fisher方程的精确孤立波解

利用双曲函数方法，求解了一类非线性波动方程的精确行波解，得到了若干其他方法不曾给出的新精确解。这种方法的基本原理是利用非线性波方程孤立波解的局部特点，将方程的孤立波解表示为双曲函数的多项式，从而将非线性波动方程的求解问题转化为非线性代数方程组的求解问题。     

波浪在半球上绕射的解析解

基于线性势流理论,推导了无限水深中波浪在半球上绕射问题的解析解.给出了球坐标系下无限水深入射波速度势的表达式;利用多极子展开法,以包含未知系数和连带勒让德函数的无限序列的形式给出了流场中绕射速度势的表达式;通过物面边界条件建立了方程组,进而求解了未知系数.计算了作用在半球上总的波浪激励力,并通过与利用Haskind关系得到的结果以及他人的数值结果进行比较,验证了文中结果的正确性.
     

gKS方程的孤立波解

非线性发展方程描述的系统中大量存在孤立波这种重要的非线性现象,求非线性发展方程的精确解是人们关心的问题,现已存在有较通用的反散射方法,以及对特定方程的非线性函数变换方法,近十年来人们利用计算机代数、考虑番列维分析或是待定系数方法。对大部分已知的非线性发展方程求得了方程的精确特解。本文以广义Ｋｕｒａｍｏｔｏ－Ｓｉｖａｓｈｉｎｓｋｙ（ｇＫＳ）方程为例,应用齐次平衡方法以及吴文俊消元法得到ｇＫＳ方程的孤     

建立严格衍射积分的简单方法

本文依据一个基本假设来建立光波传播空间的传递函数和空间脉冲响应的精确表达式及衍射积分。这一方法较经典的电磁场理论方法和一般傅里叶光学文献中的方法简单明瞭。如此建立衍射式将自动排除 Kirchhoff 衍射理论中边界条件的不自洽性,而得到与自洽的 Sommerfeld 理论相吻合的结果。文章表明,衍射现象唯一取决于光传播空间的特性,而这一特性正是光的波动性的必然结果。衍射现象实际上也是信息在传递过程中通常总会产生一种失真现象。     

垂直圆柱二阶绕射力的近似计算方法

本文用Taylor方法计算规则波中垂直圆柱二阶绕射力,发现该法对于水深与波数的乘积大于2.5时是有效的,其结果是精确的,但当水深与波数的乘积小于2.5时,结果是不稳定的。因此,须对方法作些改进。     

一类非线性四阶波动方程解的爆破

讨论了一类非线性四阶波动方程utt Δ2u u=up-1u的初边值问题的爆破性质.依据势井理论,通过构造不稳定集,结合凸性分析方法证明了:初值属于不稳定集,初始能量为正但有适当上界时解将发生爆破.