電磁學中麥克斯韋方程組和流體力學中無粘流動歐拉方程一樣,都是具有實特征值的雙曲型偏微分方程組,相同的數(shù)學特性使得計算流體力學（CFD）技術(shù)能夠在計算電磁學（CEM）中得以應用。采用MUSCL格式結(jié)合Steger-Warming分裂計算電磁通量,采用4階Runge-Kutta法計算非定常時間推進,借鑒CFD方法計算電磁場邊界條件;采用時域有限體積法（FVTD）數(shù)值模擬寬帶脈沖波、完全導電體、含吸波材料涂層介質(zhì)/金屬混合體以及復雜外形目標的電磁散射。結(jié)果表明:基于CFD的FVTD方法能夠高精度地計算目標的電磁特性。 

【文章來源】：航空工程進展. 2019,10(05)CSCD

【文章頁數(shù)】：6 頁

【部分圖文】：

圖１入射高斯型脈沖電磁波信號Ｆｉｇ．１ＩｎｃｉｄｅｎｔｅｌｅｃｔｒｏｍａｇｎｅｔｉｃｗａｖｅｏｆＧａｕｓｓｉａｎｐｕｌｓｅ

求，停止計算條件為積分面上最大電磁場幅度小于－１８ｄＢ。以高斯型寬帶脈沖電磁波入射情況下的金屬球雷達散射截面計算為例，網(wǎng)格為４９×１２１×６１。輸入電磁信號如圖１所示，頻譜分布如圖２所示，金屬球?qū)拵盘栯姶派⑸渲须姶艌鰰r間歷程和３個頻率對應雙站ＲＣＳ分布如圖３所示，可以看出：與對應解析解吻合很好。圖１入射高斯型脈沖電磁波信號Ｆｉｇ．１ＩｎｃｉｄｅｎｔｅｌｅｃｔｒｏｍａｇｎｅｔｉｃｗａｖｅｏｆＧａｕｓｓｉａｎｐｕｌｓｅ圖２頻譜分布Ｆｉｇ．２Ｓｐｅｃｔｒｕｍｏｆｆｒｅｑｕｅｎｃｙｄｏｍａｉｎ（ａ）脈沖散射場時間歷程（ｂ）ｋａ＝１（ｃ）ｋａ＝５（ｄ）ｋａ＝１０圖３寬帶脈沖波入射金屬球雷達截面（ＲＣＳ）計算Ｆｉｇ．３ＢｉｓｔａｔｉｃＲＣＳｐｒｏｆｉｌｅｓｏｆｉｎｃｉｄｅｎｔｗｉｄｅｂａｎｄｓｉｇｎａｌｗｉｔｈｄｉｆｆｅｒｅｎｔｆｒｅｑｕｅｎｃｙ２．２介質(zhì)／金屬目標電磁散射計算介質(zhì)通常指不同于自由空間，其普遍形式是具有復數(shù)型介電常數(shù)和磁化率，實部引起電磁波折射，虛部引發(fā)電磁波耗散。采用散射電磁場守恒形式，電導率和磁導率分別為：σｅ＝ωεｉ，σｍ＝ωμｉ。利用介質(zhì)電磁參數(shù)間斷處電位移矢量、磁感應強度切第５期許勇等：ＣＦＤ技術(shù)在目標電磁特性計算中的應用５２７

求，停止計算條件為積分面上最大電磁場幅度小于－１８ｄＢ。以高斯型寬帶脈沖電磁波入射情況下的金屬球雷達散射截面計算為例，網(wǎng)格為４９×１２１×６１。輸入電磁信號如圖１所示，頻譜分布如圖２所示，金屬球?qū)拵盘栯姶派⑸渲须姶艌鰰r間歷程和３個頻率對應雙站ＲＣＳ分布如圖３所示，可以看出：與對應解析解吻合很好。圖１入射高斯型脈沖電磁波信號Ｆｉｇ．１ＩｎｃｉｄｅｎｔｅｌｅｃｔｒｏｍａｇｎｅｔｉｃｗａｖｅｏｆＧａｕｓｓｉａｎｐｕｌｓｅ圖２頻譜分布Ｆｉｇ．２Ｓｐｅｃｔｒｕｍｏｆｆｒｅｑｕｅｎｃｙｄｏｍａｉｎ（ａ）脈沖散射場時間歷程（ｂ）ｋａ＝１（ｃ）ｋａ＝５（ｄ）ｋａ＝１０圖３寬帶脈沖波入射金屬球雷達截面（ＲＣＳ）計算Ｆｉｇ．３ＢｉｓｔａｔｉｃＲＣＳｐｒｏｆｉｌｅｓｏｆｉｎｃｉｄｅｎｔｗｉｄｅｂａｎｄｓｉｇｎａｌｗｉｔｈｄｉｆｆｅｒｅｎｔｆｒｅｑｕｅｎｃｙ２．２介質(zhì)／金屬目標電磁散射計算介質(zhì)通常指不同于自由空間，其普遍形式是具有復數(shù)型介電常數(shù)和磁化率，實部引起電磁波折射，虛部引發(fā)電磁波耗散。采用散射電磁場守恒形式，電導率和磁導率分別為：σｅ＝ωεｉ，σｍ＝ωμｉ。利用介質(zhì)電磁參數(shù)間斷處電位移矢量、磁感應強度切第５期許勇等：ＣＦＤ技術(shù)在目標電磁特性計算中的應用５２７

【參考文獻】：
期刊論文
[1]Finite Volume Time Domain with the Green Function Method for Electromagnetic Scattering in Schwarzschild Spacetime[J]. 賈守卿.  Chinese Physics Letters. 2019(01)
[2]理想缺陷目標電磁散射特性提取新方法[J]. 劉戰(zhàn)合,王曉璐,王菁,姬金祖,黃沛霖.  航空工程進展. 2017(02)
[3]Numerical Optimization on Aerodynamic/Stealth Characteristics of Airfoil Based on CFD/CEM Coupling Method[J]. Jiang Xiangwen,Zhao Qijun,Zhao Guoqing,Meng Chen.  Transactions of Nanjing University of Aeronautics and Astronautics. 2016(03)
[4]電大尺寸目標電磁散射的并行FVTD計算[J]. 許勇,黃勇,余永剛.  空氣動力學學報. 2017(06)
[5]面向工程應用能力提升的電磁散射高效數(shù)值分析:進展與挑戰(zhàn)[J]. 聶在平,胡俊,闕肖峰,何十全.  電波科學學報. 2014(01)
[6]基于流體力學和電磁學方程數(shù)值求解的飛行器氣動隱身一體化設(shè)計[J]. 何開鋒,錢煒祺,陳堅強,郭勇顏.  空氣動力學學報. 2009(02)



本文編號：3137736