基于時(shí)域間斷伽遼金法的三維結(jié)構(gòu)電磁散射特性的研究
發(fā)布時(shí)間:2020-12-05 19:48
為了解決時(shí)域上的復(fù)雜電磁學(xué)中的電磁計(jì)算問(wèn)題,相繼提出了時(shí)域有限元(TDFEM),時(shí)域有限差分(FDTD)等方法。對(duì)于FDTD來(lái)說(shuō)在求解規(guī)則模型時(shí)有著較好的表現(xiàn),但是對(duì)于復(fù)雜模型求解時(shí)其表現(xiàn)效果就會(huì)不理想。對(duì)于時(shí)域有限元法來(lái)說(shuō),由于其網(wǎng)格劃分高度的適應(yīng)性,其對(duì)于復(fù)雜模型能夠較好的解決,但是有著需要求解大型矩陣的問(wèn)題,并且存在著在進(jìn)行時(shí)間迭代的時(shí)候不容易并行的特點(diǎn),這些原因會(huì)使得求解速度較慢;谏鲜龇椒ǖ娜毕,提出了時(shí)域間斷伽遼金(DGTD)法來(lái)處理傳統(tǒng)方法所面臨的問(wèn)題。DGTD算法不但在處理大型多尺度等復(fù)雜的問(wèn)題上有著獨(dú)特的優(yōu)勢(shì),而且由于其本身的特性,可以不用求解大型的全局矩陣,能夠高度的并行,基于此特性能夠減少電磁學(xué)上的求解時(shí)間。考慮到DGTD方法在電磁學(xué)中的電磁計(jì)算有著良好的適用性,在本文中將會(huì)將其應(yīng)用于求解電磁散射等問(wèn)題。首先在本文中利用DGTD算法解決了最簡(jiǎn)單的諧振腔問(wèn)題,在完成諧振腔問(wèn)題之后,繼續(xù)完成了金屬球施加吸收邊界(ABC)時(shí)的情況,最后完成了采用完美匹配層(PML)來(lái)截?cái)嘟饘偾蜻吔绲膯?wèn)題。在從前期對(duì)FEM的研究基礎(chǔ)上逐漸過(guò)渡到對(duì)DGTD的研究,經(jīng)過(guò)對(duì)DGTD公式的推導(dǎo)...
【文章來(lái)源】:電子科技大學(xué)四川省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校
【文章頁(yè)數(shù)】:84 頁(yè)
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【文章目錄】:
摘要
abstract
第一章 緒論
1.1 研究背景以及意義
1.2 研究現(xiàn)狀
1.3 本文的主要貢獻(xiàn)
1.4 本論文的結(jié)構(gòu)安排
第二章 時(shí)域間斷伽遼金算法
2.1 有限元理論
2.1.1 里茲法
2.1.2 伽遼金方法
2.2 有限元的插值基函數(shù)的選取
2.2.1 節(jié)點(diǎn)基函數(shù)
2.2.2 矢量棱邊基函數(shù)
2.3 時(shí)域間斷伽遼金法
2.3.1 空間離散格式
2.3.2 時(shí)間離散格式
2.4 數(shù)值算例
2.4.1 理想電壁條件
2.4.2 算例分析
2.5 本章總結(jié)
第三章 DGTD中的散射問(wèn)題處理
3.1 索末菲輻射條件
3.2 三維物體的散射問(wèn)題
3.3 基于DGTD算法處理施加吸收邊界的散射體
3.3.1 吸收邊界條件
3.3.2 TF加源方式
3.3.3 TF/SF加源格式
3.4 算例實(shí)現(xiàn)分析
3.4.1 算例分析
3.4.2 高斯數(shù)值積分
3.5 時(shí)域問(wèn)題中的RCS計(jì)算
3.6 數(shù)值算例
3.7 本章總結(jié)
第四章 DGTD中的完全匹配層
4.1 平面波入射到空間不同介質(zhì)分界面時(shí)反射入射情況
4.2 無(wú)反射條件
4.3 單軸各項(xiàng)異性介質(zhì)完全匹配層
4.4 DGTD中完全匹配層區(qū)域的空間和時(shí)間離散格式
4.4.1 UPML區(qū)域中的空間離散格式
4.4.2 UPML區(qū)域中的時(shí)間離散格式
4.5 難點(diǎn)問(wèn)題分析
4.6 算例結(jié)果
4.7 本章總結(jié)
第五章 總結(jié)和展望
5.1 全文總結(jié)
5.2 后續(xù)工作展望
致謝
參考文獻(xiàn)
攻讀碩士期間取得的成果
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]A leap-frog discontinuous Galerkin time-domain method of analyzing electromagnetic scattering problems[J]. 崔學(xué)武,楊峰,周龍建,高敏,閆飛,梁志鵬. Chinese Physics B. 2017(10)
[2]截?cái)喔飨虍愋越橘|(zhì)的修正NPML吸收邊界條件[J]. 施麗娟,楊利霞,夏景. 電波科學(xué)學(xué)報(bào). 2017(02)
[3]時(shí)域非連續(xù)伽遼金法在諧振腔中的應(yīng)用[J]. 楊謙,魏兵,李林茜,葛德彪,王飛. 電波科學(xué)學(xué)報(bào). 2016(04)
[4]二維DGTD方法中UPML吸收邊界的實(shí)現(xiàn)[J]. 李林茜,魏兵,楊謙,葛德彪. 西安電子科技大學(xué)學(xué)報(bào). 2016(06)
[5]UPML吸收邊界條件的無(wú)截?cái)鄶?shù)值模擬[J]. 魏麗君,張彬,章若冰. 數(shù)學(xué)的實(shí)踐與認(rèn)識(shí). 2016(06)
[6]基于改進(jìn)型UPML吸收邊界條件的電磁波數(shù)值模擬[J]. 魏麗君,張彬,陳志康. 數(shù)值計(jì)算與計(jì)算機(jī)應(yīng)用. 2015(04)
[7]DGTD用于RCS計(jì)算的初步研究[J]. 楊謙,魏兵,李林茜,葛德彪. 雷達(dá)學(xué)報(bào). 2015(03)
[8]時(shí)域有限元法在計(jì)算電磁問(wèn)題上的應(yīng)用及發(fā)展[J]. 吳霞,周樂(lè)柱. 電波科學(xué)學(xué)報(bào). 2008(06)
[9]共形PML下三維電磁散射矢量有限元計(jì)算[J]. 張永杰,孫秦. 計(jì)算機(jī)工程與應(yīng)用. 2008(26)
[10]三維電磁輻射問(wèn)題混合階矢量基有限元完全匹配層方法的研究[J]. 年豐,董碩,周樂(lè)柱,夏明耀. 北京大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版). 2007(01)
博士論文
[1]節(jié)點(diǎn)間斷伽遼金有限元方法及其在計(jì)算電磁學(xué)中的應(yīng)用研究[D]. 劉梅林.南京航空航天大學(xué) 2011
[2]時(shí)域有限差分法中完全匹配層的實(shí)現(xiàn)算法研究[D]. 李建雄.天津大學(xué) 2007
[3]復(fù)雜介質(zhì)電磁散射的FDTD算法及其相關(guān)技術(shù)研究[D]. 楊利霞.西安電子科技大學(xué) 2006
碩士論文
[1]基于時(shí)域有限元法的任意三維結(jié)構(gòu)電磁傳輸特性的研究[D]. 陳林峰.電子科技大學(xué) 2017
[2]時(shí)域不連續(xù)伽略金方法在電磁問(wèn)題中的研究與應(yīng)用[D]. 劉露.電子科技大學(xué) 2016
[3]時(shí)域不連續(xù)伽遼金法在計(jì)算電磁學(xué)中的應(yīng)用[D]. 王俊.西安電子科技大學(xué) 2015
[4]時(shí)域有限元方法在仿真微波無(wú)源器件中的應(yīng)用[D]. 彭聰.電子科技大學(xué) 2015
[5]無(wú)限元法在仿真微波無(wú)源器件中的應(yīng)用[D]. 閆樂(lè)樂(lè).電子科技大學(xué) 2015
[6]DGTD算法在電磁問(wèn)題中的應(yīng)用與分析[D]. 關(guān)瑜.電子科技大學(xué) 2015
[7]時(shí)域間斷伽略金方法在電磁散射分析中的應(yīng)用研究[D]. 龔俊儒.國(guó)防科學(xué)技術(shù)大學(xué) 2014
[8]基于曲邊六面體的時(shí)域間斷伽略金方法研究[D]. 寇龍澤.國(guó)防科學(xué)技術(shù)大學(xué) 2012
[9]電磁散射問(wèn)題的FDTD分析和仿真軟件實(shí)現(xiàn)[D]. 李長(zhǎng)侑.西安電子科技大學(xué) 2012
[10]FEM/PML算法在電磁散射特性分析中的應(yīng)用[D]. 趙倩.西北工業(yè)大學(xué) 2006
本文編號(hào):2899991
【文章來(lái)源】:電子科技大學(xué)四川省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校
【文章頁(yè)數(shù)】:84 頁(yè)
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【文章目錄】:
摘要
abstract
第一章 緒論
1.1 研究背景以及意義
1.2 研究現(xiàn)狀
1.3 本文的主要貢獻(xiàn)
1.4 本論文的結(jié)構(gòu)安排
第二章 時(shí)域間斷伽遼金算法
2.1 有限元理論
2.1.1 里茲法
2.1.2 伽遼金方法
2.2 有限元的插值基函數(shù)的選取
2.2.1 節(jié)點(diǎn)基函數(shù)
2.2.2 矢量棱邊基函數(shù)
2.3 時(shí)域間斷伽遼金法
2.3.1 空間離散格式
2.3.2 時(shí)間離散格式
2.4 數(shù)值算例
2.4.1 理想電壁條件
2.4.2 算例分析
2.5 本章總結(jié)
第三章 DGTD中的散射問(wèn)題處理
3.1 索末菲輻射條件
3.2 三維物體的散射問(wèn)題
3.3 基于DGTD算法處理施加吸收邊界的散射體
3.3.1 吸收邊界條件
3.3.2 TF加源方式
3.3.3 TF/SF加源格式
3.4 算例實(shí)現(xiàn)分析
3.4.1 算例分析
3.4.2 高斯數(shù)值積分
3.5 時(shí)域問(wèn)題中的RCS計(jì)算
3.6 數(shù)值算例
3.7 本章總結(jié)
第四章 DGTD中的完全匹配層
4.1 平面波入射到空間不同介質(zhì)分界面時(shí)反射入射情況
4.2 無(wú)反射條件
4.3 單軸各項(xiàng)異性介質(zhì)完全匹配層
4.4 DGTD中完全匹配層區(qū)域的空間和時(shí)間離散格式
4.4.1 UPML區(qū)域中的空間離散格式
4.4.2 UPML區(qū)域中的時(shí)間離散格式
4.5 難點(diǎn)問(wèn)題分析
4.6 算例結(jié)果
4.7 本章總結(jié)
第五章 總結(jié)和展望
5.1 全文總結(jié)
5.2 后續(xù)工作展望
致謝
參考文獻(xiàn)
攻讀碩士期間取得的成果
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]A leap-frog discontinuous Galerkin time-domain method of analyzing electromagnetic scattering problems[J]. 崔學(xué)武,楊峰,周龍建,高敏,閆飛,梁志鵬. Chinese Physics B. 2017(10)
[2]截?cái)喔飨虍愋越橘|(zhì)的修正NPML吸收邊界條件[J]. 施麗娟,楊利霞,夏景. 電波科學(xué)學(xué)報(bào). 2017(02)
[3]時(shí)域非連續(xù)伽遼金法在諧振腔中的應(yīng)用[J]. 楊謙,魏兵,李林茜,葛德彪,王飛. 電波科學(xué)學(xué)報(bào). 2016(04)
[4]二維DGTD方法中UPML吸收邊界的實(shí)現(xiàn)[J]. 李林茜,魏兵,楊謙,葛德彪. 西安電子科技大學(xué)學(xué)報(bào). 2016(06)
[5]UPML吸收邊界條件的無(wú)截?cái)鄶?shù)值模擬[J]. 魏麗君,張彬,章若冰. 數(shù)學(xué)的實(shí)踐與認(rèn)識(shí). 2016(06)
[6]基于改進(jìn)型UPML吸收邊界條件的電磁波數(shù)值模擬[J]. 魏麗君,張彬,陳志康. 數(shù)值計(jì)算與計(jì)算機(jī)應(yīng)用. 2015(04)
[7]DGTD用于RCS計(jì)算的初步研究[J]. 楊謙,魏兵,李林茜,葛德彪. 雷達(dá)學(xué)報(bào). 2015(03)
[8]時(shí)域有限元法在計(jì)算電磁問(wèn)題上的應(yīng)用及發(fā)展[J]. 吳霞,周樂(lè)柱. 電波科學(xué)學(xué)報(bào). 2008(06)
[9]共形PML下三維電磁散射矢量有限元計(jì)算[J]. 張永杰,孫秦. 計(jì)算機(jī)工程與應(yīng)用. 2008(26)
[10]三維電磁輻射問(wèn)題混合階矢量基有限元完全匹配層方法的研究[J]. 年豐,董碩,周樂(lè)柱,夏明耀. 北京大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版). 2007(01)
博士論文
[1]節(jié)點(diǎn)間斷伽遼金有限元方法及其在計(jì)算電磁學(xué)中的應(yīng)用研究[D]. 劉梅林.南京航空航天大學(xué) 2011
[2]時(shí)域有限差分法中完全匹配層的實(shí)現(xiàn)算法研究[D]. 李建雄.天津大學(xué) 2007
[3]復(fù)雜介質(zhì)電磁散射的FDTD算法及其相關(guān)技術(shù)研究[D]. 楊利霞.西安電子科技大學(xué) 2006
碩士論文
[1]基于時(shí)域有限元法的任意三維結(jié)構(gòu)電磁傳輸特性的研究[D]. 陳林峰.電子科技大學(xué) 2017
[2]時(shí)域不連續(xù)伽略金方法在電磁問(wèn)題中的研究與應(yīng)用[D]. 劉露.電子科技大學(xué) 2016
[3]時(shí)域不連續(xù)伽遼金法在計(jì)算電磁學(xué)中的應(yīng)用[D]. 王俊.西安電子科技大學(xué) 2015
[4]時(shí)域有限元方法在仿真微波無(wú)源器件中的應(yīng)用[D]. 彭聰.電子科技大學(xué) 2015
[5]無(wú)限元法在仿真微波無(wú)源器件中的應(yīng)用[D]. 閆樂(lè)樂(lè).電子科技大學(xué) 2015
[6]DGTD算法在電磁問(wèn)題中的應(yīng)用與分析[D]. 關(guān)瑜.電子科技大學(xué) 2015
[7]時(shí)域間斷伽略金方法在電磁散射分析中的應(yīng)用研究[D]. 龔俊儒.國(guó)防科學(xué)技術(shù)大學(xué) 2014
[8]基于曲邊六面體的時(shí)域間斷伽略金方法研究[D]. 寇龍澤.國(guó)防科學(xué)技術(shù)大學(xué) 2012
[9]電磁散射問(wèn)題的FDTD分析和仿真軟件實(shí)現(xiàn)[D]. 李長(zhǎng)侑.西安電子科技大學(xué) 2012
[10]FEM/PML算法在電磁散射特性分析中的應(yīng)用[D]. 趙倩.西北工業(yè)大學(xué) 2006
本文編號(hào):2899991
本文鏈接:http://sikaile.net/kejilunwen/wulilw/2899991.html
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