基于矢量磁位的轴对称电流磁场求解

轴对称磁场是使用安培环路定律直接求解的常见情况。轴对称电流的磁场为什么具有轴对称性,一般文献都是根据电流分布的特点直接判定场为轴对称,鲜见具体论证。利用矢量磁位,首先分析了无线长直线电流磁场的轴对称性;然后以无限长直线电流作为电流元,推导了轴对称电流磁场的一般表达式,所得结果论证了轴对称电流的磁场具有轴对称性。     

薄介质涂层导体柱散射的快速多极分析

将快速多极算法(FMA)与高阶阻抗边界条件(HOIBC)相结合,分析了有介质涂层的电大尺寸导体柱的雷达散射截面(RCS)。阻抗边界条件(IBC)的引入减少了计算区域,节省了内存,将只适于导体散射分析的FMA扩展到有涂层情况。并且由于使用HOIBC,保证了计算的精度。计算实例表明了本方法的有效性和可靠性。     

三维快速多极虚边界元配点法

以三维弹性力学问题为研究背景,提出了一种三维快速多极虚边界元配点法的求解思想,即将三维快速多极展开的基本思想和广义极小残值法运用于求解传统虚边界元配点法方程.文中将三维弹性问题的基本解推导为适合于虚边界元快速多极算法的展开格式,经数值计算格式的演变,使求解方程的计算量和储存量与所求问题的计算自由度数成线性比例,以达到数值模拟大规模自由度问题的目的.算例说明了该方法的可行性、计算效率和计算精度.此外,该方法的思想具有一般性,应用上具有扩展性.     

基于Nedelec型高阶插值矢量基函数的快速多极子方法

研究了基于Nedelec型的高阶插值散度共形基函数的快速多极子方法，并用于电大导体目标的求解．曲面拟合和高阶基函数的应用可以有效拟合目标表面的电流分布．与低阶相比，获得了更好的收敛性和更高的求解精度．通过对导体球、圆锥的RCS曲线分析，说明了此方法的高效性．     

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 .     

求解电磁场边值问题的多重多极展开法

本方法是基于电磁场量多极展开式的合理匹配边界条件的一种半解析方法,具有原理简单、计算省时和精度较高等优点.本文通过实例对此作了介绍.     

快速多极子边界元法在三维势流问题中应用

以Rankin源为基本解,采用快速多极子方法加速后边界元法求解由格林第二公式导出的三维势流边界积分方程,进而计算其势场的分布.无限区域中水流绕射算例的数值计算证明,多极子边界元法能给出满意的结果,与传统边界元方法在运算速度和内存消耗上相比具有明显的优势,表明其适合于在现有的计算条件下求解大尺度多未知量势流问题.     

求解声波散射问题的边界元快速多极算法的一种新型树结构

目的 为创建一种新的树结构,进一步提高求解效率.方法 针对有界星型散射区域,应用极坐标的思想,提出一种新型的弧形单元树结构,该树结构将二维散射问题的快速多极算法的树结构由传统的四叉树结构转化为二叉树结构,进而大大提高了求解效率.结果 通过对数值例子的计算及求解效率的分析,可以看出在应用快速多极算法求解声波散射问题时,应用该二叉树结构相比原始四叉树结构时的求解效率高很多,而且精确度也较高.结论 提出的新型树结构是高效且精确的.     

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。     

多层快速多极子算法的改进措施

提出了对多层快速多极子算法的多项改进措施,其中包括固定尺度分层分组法和含权转移因子计算法,并介绍了对核心数组存储的一些改进措施,以实现在矩矢乘积中降低内存需求、加快计算速度的目的.数值计算结果表明了方法的有效性.     

磁多极场的场参数理论

通过对磁多极场的分析,其对称性可分为两大类:一类是二、六、十、十四、…极场,另一类是四、八、十二、十六、…极场.根据磁多极场的对称性,导出了磁多极场磁感应三个分量的泰勒级数展开式,定义了磁多极场的场参数.结果表明,通过y轴上By分量的数个参数,就可以近似计算得到整个空间的磁感应值.     

关于电磁场矢势的探讨

电磁AB效应是物理学的重大发现,给经典物理观带来了巨大冲击,对其矢势问题的理解,是理解微观电磁现象的关键。介绍了电磁AB效应及电磁场矢势的基本概念。     

Fast Multipole BEM for Simulation of 2-D Solids Containing Large Numbers of Cracks

The fast multipole method was used to solve the traction boundary integral equation for 2-D crack analysis, The use of both multipole and local expansions reduces both the computational complexity and the memory requirement to O(N). The multipole expansion uses a complex Taylor series expansion to reduce the number of multipole moments, The generalized minimum residual method solver (GMRES) was selected as the iterative solver, An improved preconditioner for GMRES was developed which uses less CPU time and less memory. A new initial candidate vector for the iterative solver was developed to further improve the efficiency, The numerical examples apply the method to the analysis of cracks in infinite 2-D space with the largest model having 900 000 degrees of freedom.     

Large Scale Analysis of Mechanical Properties in 3-D Fiber-Reinforced Composites Using a New Fast Multipole Boundary Element Method

Fiber-reinforced composites are commonly used in various engineering applications. The mechanical properties of such composites depend strongly on micro-structural parameters. This paper presents a new boundary element method (BEM) for numerical analysis of the mechanical properties of 3-D fiber-reinforced composites. Acceleration of the BEM is achieved by means of a fast multipole method (FMM), in allowing large scale simulations of a finite elastic domain containing up to 100 elastic fibers to be performed on one personal computer. The maximum number of degrees of freedom can reach a value of over 250 000. The effects of several key micro-structural parameters on the local stress fields and on the effective elastic moduli of fiber-reinforced composites are evaluated. The numerical results are compared with analytical predictions and good agreement is observed. The results show that the fast multipole BEM could be a prom- ising tool for further understanding of the mechanical behavior of such composites.     

矢量势A的物理意义

指出了对矢量势(?)物理意义的不同描述,给出了矢量势同相互作用能、矢量势同场动量的相互关系,目的是进一步明确矢量势(?)的物理意义.     

稳恒电流磁场的图示

本文给出了一种通过计算稳恒电流磁场的磁矢势的等值线族，得到具有平面场形式的磁场的磁感应线的方法     

Fast Multipole BEM for 3-D Elastostatic Problems with Applications for Thin Structures

The fast multipole method (FMM) has been used to reduce the computing operations and memory requirements in large numerical analysis problems. In this paper, the FMM based on Taylor expansions is combined with the boundary element method (BEM) for three-dimensional elastostatic problems to solve thin plate and shell structures. The fast multipole boundary element method (FM-BEM)requires O(N) operations and memory for problems with N unknowns. The numerical results indicate that for the analysis of thin structures, the FM-BEM is much more efficient than the conventional BEM and the accuracy achieved is sufficient for engineering applications.     

快速多极边界元法在薄板结构中的应用

基于Taylor级数多极展开研究了边界元快速多极算法(FM—BEM)，并将它应用于薄板结构。算例分析表明FM—BEM的计算时间和存储空间明显少于常规边界元迭代解法。随着问题规模的增大，这种优势将更加突出。     

用矢量合成法测量流动控制结晶器的磁场

由霍尔效应基本关系式,磁感应强度B可以分解为坐标轴向量Bx和By·利用这个原理和传统的磁场测试仪器CT3型特斯拉计,开发出一种新型的磁场测试方法矢量合成法·与传统的磁场测试方法相比,该法不仅能测试出磁场磁感应强度的大小,而且能同时测出其方向·测试结果表明,用该法所测得的流动控制结晶器磁场分布特性,很好地描绘了磁感应强度的实际分布情况·该法适用于测试恒稳磁场·