本文選題：拋物線方程方法 + 寬角度拋物線方程方法�。� 參考：《南京郵電大學(xué)》2015年碩士論文

【摘要】：電磁計算主要可以分為低頻方法和高頻方法兩大類,常見的低頻方法比如時域有限差分方法,矩量法以及有限元法等,這些方法雖然可以有效地分析電小尺寸物體的電磁散射問題,計算精度也比較高,但是在分析電大尺寸物體的電磁散射問題時,由于精確方法對計算機的配置要求過高,因此很多時候精確方法不能有效地分析電大尺寸物體的電磁散射問題。而高頻方法比如射線跟蹤、物理光學(xué)等雖然對計算機的配置要求不高,可以用來分析電大物體的電磁散射問題,但是計算精度差。而拋物線方程方法(Parabolic Equation)則介于這兩種方法之間,它相比于矩量法等精確方法來說對計算機的配置要求較低,而相比于高頻方法來說它的計算精度更高。傳統(tǒng)基于有限差分格式的拋物線方程方法的主要思想是將原本要分析的三維問題轉(zhuǎn)化為一系列二維問題,逐面來求解原問題,這樣相比于直接分析三維問題大大節(jié)省了計算資源。本文介紹的基于交替方向隱格式(ADI)的拋物線方程方法將三維問題轉(zhuǎn)換成一系列的一維問題,逐行或逐列來求解,因此相比于傳統(tǒng)的有限差分方法更節(jié)省了計算資源且計算速度更快。拋物線方程的交替方向隱格式解法原理清晰,計算簡單,相比于矩量法等精確方法大大提高了計算速度,有很高的應(yīng)用價值。本文主要對基于交替方向隱格式的拋物線方程方法進行了研究和分析,主要內(nèi)容包括:首先,介紹了拋物線方程方法的基本原理以及用來分析三維目標雙站RCS的步驟。其次,研究了拋物線方程的交替方向隱(ADI)格式解法,并給出了寬角度拋物線方程的ADI格式,通過算例驗證了算法的正確性,這是本文的一大創(chuàng)新點。最后,對程序進行了并行加速處理,進一步加快了算法的計算速度。
[Abstract]:Electromagnetic calculation can be divided into two categories: low frequency method and high frequency method. The common low frequency methods such as finite-difference time-domain method, moment method and finite element method, etc. Although these methods can effectively analyze the electromagnetic scattering problem of electrically small size objects, and the calculation accuracy is also relatively high, but in the analysis of electromagnetic scattering problems of electrically large size objects, the precise method requires too high a computer configuration. Therefore, in many cases, the accurate method can not effectively analyze the electromagnetic scattering problem of electrically large objects. Although the high frequency methods such as ray tracing physical optics and so on have low requirements for computer configuration they can be used to analyze the electromagnetic scattering problem of electrically large objects but the calculation accuracy is poor. The parabolic equation method is between these two methods. Compared with the accurate methods such as the moment method, it requires less computer configuration, and its calculation accuracy is higher than that of the high-frequency method. The main idea of the traditional parabolic equation method based on finite difference scheme is to transform the three-dimensional problem into a series of two-dimensional problems, and solve the original problem one by one. Compared with the direct analysis of three-dimensional problems, the computational resources are greatly saved. The parabolic equation method based on alternating direction implicit scheme (ADI) is introduced in this paper to transform the three-dimensional problem into a series of one-dimensional problems, which can be solved line by line or column by column. Therefore, compared with the traditional finite difference method, the computational resources are saved and the computation speed is faster. The method of alternating direction implicit scheme for solving parabolic equations is clear in principle and simple in calculation. Compared with accurate methods such as the method of moments the calculation speed is greatly improved and the application value is very high. In this paper, the parabolic equation method based on alternating direction implicit scheme is studied and analyzed. The main contents are as follows: firstly, the basic principle of the parabolic equation method and the steps used to analyze the bistatic RCS of 3D target are introduced. Secondly, the alternating direction implicit (ADI) scheme of parabola equation is studied, and the ADI scheme of wide angle parabola equation is given. The correctness of the algorithm is verified by an example, which is a great innovation of this paper. Finally, the parallel acceleration processing of the program is carried out, which further speeds up the calculation speed of the algorithm.
【學(xué)位授予單位】：南京郵電大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號】：TN011

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本文編號：2050714