论介质与金属样品近场电磁场散射

利用电磁场散射理论-格林函数法数值模拟近场电磁场散射问题,运用共轭梯度法与快速傅立叶变换法进行求解,数值模拟结果表明:对介质样品来说,TE波反映样品突变,TM波反映样品的形貌,且当大尺寸的样品时,电磁场的干涉效应很明显;对金属样品来说,TE,TM波均表现为样品的突起,样品的形貌非常复杂,而且电磁场的场强沿Z轴增强很强,这点符合金属表面等离子共振现象。     

光栅散射的电磁场计算

本文基于严格的电磁场理论,推导出计算各种材料光栅表面散射问题的新方法。     

一种有限元并行共轭梯度算法在电磁场计算中的应用

以POSSION方程为研究背景,实现了有限元的并行计算。通过对定解区域进行特殊的划分,达到了不需合成结构刚度矩阵的目的,并在此基础上应用线性方程组的共轭梯度法,使计算的并行性得到了很好的拓展,实现了从网格划分、刚度矩阵的合成到方程求解的并行执行。并将该算法应用在电磁场的计算中。程序在西北工业大学高性能计算中心的HPRX2600上进行了数值实验,结果表明,该方法具有良好的加速比。     

介质柱二维电磁散射MoM-CG-FFT数值方案的改进

研究了2种基于矩量法，共轭梯度法和快速傅里叶变换（MoM-CG-FF）的计算二维介质柱电磁散射的数值方案，一种方案要用以极化电流为未知函数的积分方程，另一种方案采用以总电场为未知函数的积分方程，讨论了这2种方案的数值特性，指出了它们的不足之处，并提出了一种新的方案，新方案借助于包含介质柱横截面的一个矩形来产生离散网格，但离散量的代数方程组仍建立在原横截面区域上，这样能有效地利用TMoM-CG-FFT来求解所考虑的电磁散射问题，文中畜 介绍了新方案的计算过程，并给出了几种结构的数值结果，这些数值结果证实了新方案的优越性。     

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。     

电磁场在人体中散射的块模型计算法

从麦克斯韦方程组出发,将生物体中的电磁场视为入射场与散射场的迭加,引入极化电流的概念,导出了电磁波在人体中散射的矢量积分方程。利用矩量法将矢量积分方程化为矩阵方程,取脉冲函数为基函数,δ函数为检验函数,求内积得3N 维的复系数线性方程组。对于 N=82的人体块模型,在垂直极化与水平极化的频率为80MHz 的入射波条件下,所得计算结果与 GANDHI的实验室结果吻合较好。     

电磁场数值计算中的多分辨率分析

该文对电磁场数值计算中的多分辨率方法进行了系统的讨论，从基函数的多分辨率性以及基函数之间不同的转换方式出发，对不同的方法进行了分类，揭示了各种方法的实质以及它们之间的联系，也为发展新的方法提供了线索，该文还对用小波变换求解算子方程的２种不同方法进行比较，并给出了构成各种不同方法的框图，从中也提出了新的研究课题。     

利用边界元法计算电磁场

本文利用格林定理直接建立了边界元法的积分方程,对方程数值处理后,得出计算边界点和内部点位函数的方程组.最后,讨论了各向异性媒质的基本解和非线性情况.     

基于格林函数与并矢格林函数对电磁场进行讨论

格林函数问题是讨论点源激励的辐射问题。本文从格林函数的概念出发,讨论了格林函数非齐次标量Helmholtz方程'2φ(r'→) k2φ(r'→)=-P(εr'→)的求解,同时利用并矢概念引入了并矢格林函数,对非齐次矢量方程××Ee→-k2Ee→=iωμJ→的求解进行了讨论,从结果来看,格林函数和并矢格林函数的引入,给复杂电磁问题的讨论带来了极大方便。     

电磁场数值计算中径向基函数的应用分析

径向基函数用于分析和处理变电站电磁场测量,其通过曲面插值的离散方程将变电站测量数据处理归纳成曲面插值模型,场量函数经过插值后具有连续、光滑、准确的反映物理量的连续变化规律和做出区域内场量分布精准信息的优点,并且径向基函数插值操作简单,应用范围广,可用于二、三维的数据处理,是数据后处理的有效方法之一。     

超宽带电磁散射的时间步进法

采用时间步进法对飞机的基本构成部件(球、圆柱、薄板)的超宽带电磁散射问题进行了研究。导出了磁场积分方程数值计算公式,所得时域散射远场与实测或其它方法计算结果相比,吻合较好。本方法与时域有限差分法(FDTD)相比,无须设置吸收边界条件,适于成像数据的提取,运算简便。与频域方法相比,它可解决超宽带电磁散射预测问题。     

可穿透障碍散射问题的数值方法

利用Trefftz类算法,给出一种数值求解一类时谐波被可穿透障碍散射问题的方法.该方法基于最小二乘算法,采用Fourier-Bessel函数近似场的局部性态,并利用多极展开逼近散射场在无穷远处的性态建立模型.结果表明,该方法适用于多个散射体情形以及散射体为多连通区域情形,并且无需将空间截断,在粗糙网格下通过增加基底数目即可达到较高精度.数值算例验证了算法的有效性.     

计算开洞穴电磁散射问题的一种优化PML方法

通过选取一类特殊的吸收函数, 即在有界区域中其积分发散的函数, 给出TM极化和TE极化情形下的洞穴电磁散射优化PML算法. 通过在洞穴开口上方构造矩形PML层, 把无界的散射区域截断为有界的计算域. 优化的PML方法对PML层的厚度要求较低, 并且在洞穴开口较大时, 用矩形替代半圆可减少离散化问题的规模, 从而降低计算量, 提高计算速度. 数值计算结果表明, 优化的PML方法在开洞穴计算问题上有效且准确.     

椭圆柱体对电磁波散射的系统辨识模型

作者利用圆柱体的散射场逼近椭圆柱体对电磁波的散射，建立了椭圆柱体散射的系统模型，分析了模型的物理意义，提出了进一步改善计算精度的方法；在毫米波段对模型所得结果进行了仿真并和圆柱体的散射场进行了对比，结果表明：当电磁波沿椭圆柱体的轴极化时，散射场主要是由平行于该轴的偶板子产生的，当椭圆柱体的大小和波长相差甚远时，椭圆柱体的散射截面小于同尺寸圆柱体的散射截面．当目标大小与波长可比拟时，椭圆柱的长短轴显著地影响着散射截面，与入射波的极化状态有关．绕射场的增强使得椭圆柱的前向表面电流大于圆柱的表面电流；当入射场垂直椭圆柱体的轴极化时，对于较大的椭圆柱目标而言，后向面电流和圆柱体的后向电流相差不大，但前向面电流与圆柱体的面电流相差较大，甚至相位相反。     

基于相对论的运动体电磁散射数值仿真

提出基于相对论的运动体电磁散射的精确数值计算方法。此方法包括时空变换、电磁场变换以及任意参考系的电动力学。电磁散射仿真在目标系进行, 通过相对论变换得到雷达系的数值结果。通过匀速运动的例子计算多普勒效应, 通过加速运动和圆周运动的例子计算加速度引起的相对论效应, 通过旋转和振动的例子计算微多普勒效应。其中加速运动的例子中考虑非惯性系的影响,并与惯性情形做比较,表明加速度仍会对回波产生影响。算例结果表明此方法可精确模拟以任意方式运动的物体。     

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．     

电渣重熔过程电磁场和温度场数值模拟

建立了考虑电流集肤效应的三维电渣重熔电磁场和温度场数学模型,并采用电磁场和金属熔池形貌测量方法分别验证了数学模型的准确性,分析了电流频率和渣池厚度对电渣重熔过程电流密度、磁感应强度、电磁力、焦耳热、温度、熔池深度的影响规律.结果表明:随着电流频率增加,电极和钢锭表面电流集肤效应明显,渣池内部电流分布基本不变;电渣重熔系统内最大焦耳热位于平底电极与渣池接触角部,然而高温区位于渣池内部电极下方靠近渣金界面处.当渣池厚度从015m增加到021m,渣池中心轴线上最高温度从1826℃降低到1721℃,金属熔池深度从022m降低到016m.     

一种导出电磁场相对论变换的新方法

电磁场的相对论变换式是相对论电磁理论中的重要公式。本文从四维空时坐标微分算子以及电磁场矢势和标势的相对论变换式出发,根据E=-▽φ-βA/βt和B=▽×A的相对论协变性要求,给出了一种导出电磁场相对论变换式的新方法。该方法物理图像清晰,数学证明简单。     

辐射和散射问题的正交模方法

本文提出了辐射和散射问题的正交模分析方法.以半波振子输入阻抗为例,我们采用此方法进行数值计算,收敛很快.与通常使用的解析方法得出的结果进行比较,符合很好.