求解混合型拟周期散射问题的间断Galerkin算法

应用间断Galerkin算法思想, 计算一类散射体为介质和障碍混合型的拟周期散射问题, 其基本解函数和Rayleigh-Bloch展式分别用于近似散射场在有界区域和无界区域的性态. 数值算例检验了算法的有效性.     

求解混合型拟周期散射问题的间断Galerkin算法

应用间断Galerkin算法思想, 计算一类散射体为介质和障碍混合型的拟周期散射问题, 其基本解函数和Rayleigh-Bloch展式分别用于近似散射场在有界区域和无界区域的性态. 数值算例检验了算法的有效性.     

由两层散射体引起的声学散射问题的分裂方法

考虑由一个可穿透的两层散射体引起的声学散射问题.首先,利用位势理论和Fredholm理论,用积分方程证明了正散射问题解的存在性和唯一性.其次,根据散射问题解的积分表示,在散射体的外层介质内,波场由2部分组成,分别对应于散射体的2个界面引起的反射波.基于此,将两层散射体的散射问题分裂成2个耦合的经典透射问题,且证明了该分...     

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.     

高频下关于玉米前向散射系数的研究

在植被层的微波散射和衰减过程中,研究玉米作物在高频率下的前向散射系数α.利用改进的积分方程模型、物理光学近似理论来计算单散射体的散射和衰减矩阵,并利用双矩阵算法,计算植被层内部以及植被跟地表之间的多次散射效应.同时在零阶模型的基础上,引入有效单散射反照率R有效,准确得到了C(6.925GHz)、X(10.65GHz)波段下植被散射体的性质以及对微波散射的影响.通过δ函数近似找出单散射反照率R和R有效之间的关系,即前向散射系数.     

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.     

基于改进的抛物线方程方法求解棱边散射体

将抛物线算法应用于目标的电磁散射特性分析中;针对传统的抛物线算法在计算棱边散射体时误差较大这一问题,引入了棱边绕射对其进行修正;计算结果表明,与传统方法相比,该方法可以有效地提高棱边散射体的计算精度.     

时域声波散射问题单轴优化PML方法的收敛性

基于Laplace变换和频域的复坐标拉伸,给出一种解时域声波散射问题的单轴优化完美匹配层(PML)方法.该方法在矩形区域中构造单轴优化PML,为各项异性散射体的散射问题提供一种较灵活有效的计算方法,并且该方法在吸收函数中引入一个小参数ε0,使得散射问题的优化PML方法的计算不再依赖PML层的厚度δ.结果表明,只要参数ε0充分小,优化的PML解指数即收敛于原散射问题的解.     

混合散射体的分解方法

考虑混合散射体在时谐声波散射下的反散射问题，该散射体是由具有导电传输边界的可穿透非齐次介质和具有阻抗边界的不可穿透障碍物组成。首先利用变分方法证明正问题解的适定性，然后基于远场数据利用分解方法同时反演混合散射体的位置和形状，最后给出数值算例来验证提出的反演算法的有效性。     

浅海波导赫姆霍茨方程外问题多尺度有限元法

研究了二维多尺度海洋波导中声波与散射体相互作用的问题.将海洋波导中散射体的声散射问题分解为两个外问题和一个内问题进行求解,外问题和内问题的解通过在人工边界上的DtN映射耦合,建立了相应的DtN映射.通过DtN映射,把赫姆霍茨方程在无限长带状区域中的定解问题,转化为在一个有限区域中的定解问题.基于伽辽金变分和DtN映射方法,发展了数值求解这类声散射问题的一种多尺度有限元求解方法,提出了有效的数值实现手段.数值计算结果表明了所建立的有限元理论方法是有效和实用的,而且它的数值实现是很快速的.     

基于麦克斯韦电路理论的方环散射体

不同于传统数值计算方法,麦克斯韦电路(MC)理论融合了场的理论和路的理论,使二者高效地结合在一起.运用麦克斯韦电路理论分析方环散射体,研究方环散射体的MC求解方法以及MC的宽带特性,求出其散射电流,数值实验结果与矩量法结果吻合良好.研究还发现,MC可以在一个较宽的频带上得到准确电流解,因此,比其他数值方法更加高效和实用.     

具随机粗糙界面非均匀月壤层全极化脉冲回波探测的模拟

提出低空飞行全极化L波段雷达窄脉冲探测月壤层厚与层结构的建议．月壤层为一层具有上下随机粗糙界面的有耗介质层,在下垫月岩粗糙界面上有一层随机分布的碎石散射体．推导了包含面散射、体散射,以及面-体相互作用7种散射机制的全极化脉冲波Mueller矩阵解．以月壤特征参数(月壤层厚、FeO TiO2金属含量、介电常数,界面粗糙度、碎石分布等)为函数,用时域Mueller矩阵解数值模拟来验证方法可行性,L波段窄脉冲极化回波波形能用于反演或估算月壤厚度与分层结构．     

基于目标分解的极化雷达飞机识别法

尝试将目标分解算法用于高分辨率极化目标的识别。基于 Krogager目标分解法 ,将各距离分辨单元的极化散射矩阵分解为 3个简单散射体的散射矩阵 ,分别代表球形散射体、二面角散射体和螺旋体散射体的散射机理。并利用求得的 3个幅度参量随径向距离的变化波形 ,提取反映目标散射中心位置和物理结构特性的特征。进一步采用 Fisher可分性准则作判据 ,从原始特征集中选取最佳特征组。对 5种飞机模型的识别结果表明 ,此基于矩阵分解的识别法具有较高的识别率     

极化脉冲回波Mueller矩阵解数值模拟非均匀分层植被与其中随机目标的散射

给出非均匀分层、各层各异非球形粒子随机介质在脉冲波入射下矢量辐射传输方程(VRT)的Mueller矩阵解,数值模拟了极化后向散射.极化脉冲回波强度的时滞方式及其时间上的变化能表明体散射和面散射机制,它描绘了随机散射粒子层的非均匀分布.由此,讨论了植被层有效高度的确定,并用同极化后向散射在时间上回波强度的突异变化识别非均匀植被层中异常散射体的分布.     

基于多尺度学习的电介质目标定位与重构

利用神经网络将电磁逆散射问题与多尺度方法相结合,通过将散射场的场强数值输入多尺度融合模型中进行不断训练,实现目标的定位与重构. 对于目标区域内的手写数字散射体,首先利用Lenet网络模型定位目标散射体所在的区域;然后将散射体所在的区域进一步通过SmaAt-UNet神经网络学习,训练重构散射体的形状,进而确定该数字,不同的模型负责提取不同的特征;最后将特征融合在一起,以增强最终结果的表征能力.     

具有非光滑边界的散射问题

讨论了一类具有非光滑边界的散射体的散射问题.为了简单起见,只针对R2空间.通过单双层位势,所讨论的问题可以化为一个边界积分方程.由于边界不光滑(有尖点),必须对边界积分算子进行仔细分析,最后得到了相应解的存在性和唯一性.     

可穿透腔体外有障碍物的正散射问题

分析了用点源作为入射波,散射体由一个可穿透腔体和一个外部不可穿透的障碍物组成的正散射问题,指出了该问题可归结为对具有一定边界条件的Helmholtz方程的求解.通过边界积分方程的方法,利用位势理论和Fredholm定理,证明了该问题解的存在性和唯一性.     

一类介质散射问题的数值算法

针对一类时谐波在非均匀介质中的散射问题提出一种非多项式最小二乘有限元算法.首先应用人工吸收边界将区域截断成有界域,然后选取平面波函数构造逼近空间,最后利用解及其法向导在内边界处的跃度定义目标泛函进行计算.算法不仅能够有效的处理小波数情形,而且适用于大波数情形.算法数值模拟过程易于实现,数值实验检验了算法的有效性.     

可穿透腔体外有裂缝的正散射问题

研究了时间调和的点源入射平面波通过腔体和裂缝的正散射问题,认为散射体是由一个可穿透腔体和一个外部不可穿透的裂缝构成,该问题归结为对具有一定边界条件的Helmholtz方程的求解.通过边界积分方程的方法,利用位势理论和Fredholm定理,证明了该问题解的存在唯一性.     

计算三维电磁散射的矢量场表面辐射条件算子

本文利用矢量场的辐射边界条件(Radiation Boundary Condition,简称RBC)推导出矢量场的一阶辐射条件算子,并介绍了该算子在三维电磁散射计算中的应用。文中应用该算子在散射体表面的性质,近似计算了理想导电圆球的表面感应电流分布和雷达散射面积。数值计算结果与级数展开解一致性较好。