本文關(guān)鍵詞：基于變換光學(xué)有限差分探地雷達(dá)數(shù)值模擬研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：在采用有限差分方法開展探地雷達(dá)復(fù)雜目標(biāo)體精細(xì)結(jié)構(gòu)模擬時,為了提高計算精度,常采用非均勻網(wǎng)格對目標(biāo)區(qū)域劃分小尺寸的網(wǎng)格,以壓制離散網(wǎng)格頻散現(xiàn)象和保證有限差分方法的穩(wěn)定性.常規(guī)非均勻網(wǎng)格和自適應(yīng)亞網(wǎng)格技術(shù)在網(wǎng)格剖分?jǐn)?shù)量和粗細(xì)網(wǎng)格邊界處理上難以達(dá)到計算效率和計算精度的均衡.本文根據(jù)隱形斗篷(invisible cloak)理論,將基于變換光學(xué)(Transformation optics)理論應(yīng)用于有限差分探地雷達(dá)數(shù)值計算中.該理論的主要思想是基于目標(biāo)參數(shù)變化而保持電磁場的傳播不變性,在坐標(biāo)變換后,Maxwell方程的形式可以維持不變,而使得相對介電常數(shù)與磁導(dǎo)率的表達(dá)式變得復(fù)雜.通過這種方式可以虛擬地擴(kuò)大目標(biāo)體所占的網(wǎng)格節(jié)點數(shù),減少背景介質(zhì)區(qū)域的網(wǎng)格數(shù),不增加模型空間的網(wǎng)格總數(shù).另外,這種網(wǎng)格劃分方式不但提高了計算效率,同時也可以克服亞網(wǎng)格技術(shù)邊界反射誤差的影響.本文推導(dǎo)實現(xiàn)了基于變換光學(xué)的二維有限差分方法,通過典型探地雷達(dá)模型測試,對比分析了該方法與常規(guī)有限差分、變網(wǎng)格有限差分和自適應(yīng)亞網(wǎng)格有限差分的優(yōu)缺點.計算結(jié)果驗證了基于變換光學(xué)的有限差分可用于探地雷達(dá)目標(biāo)精細(xì)結(jié)構(gòu)模擬,具有較高的計算精度和計算效率.
【作者單位】： 吉林大學(xué)地球探測科學(xué)與技術(shù)學(xué)院;美國特拉華州立大學(xué)應(yīng)用數(shù)學(xué)研究中心;
【關(guān)鍵詞】： 探地雷達(dá) 非均勻網(wǎng)格 亞網(wǎng)格 變換光學(xué) 有限差分
【基金】：國家自然科學(xué)青年基金項目(41504083) 中國博士后基金面上項目(2015M571366)聯(lián)合資助
【分類號】：P631.3
【正文快照】： 1引言有限差分方法是地球物理正演模擬中重要的數(shù)值計算方法之一,它以計算精度高、算法穩(wěn)定而被廣泛應(yīng)用于地震波(彈性波,聲波)、低頻電磁波和高頻探地雷達(dá)正演計算(李靜等,2010).在開展探地雷達(dá)復(fù)雜目標(biāo)體模擬時,為了提高數(shù)值計算精度,可以對整個模型區(qū)域采用較小的離散網(wǎng)格,

  本文關(guān)鍵詞：基于變換光學(xué)有限差分探地雷達(dá)數(shù)值模擬研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

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本文編號：504996