為了解決時域上的復(fù)雜電磁學(xué)中的電磁計算問題,相繼提出了時域有限元(TDFEM),時域有限差分(FDTD)等方法。對于FDTD來說在求解規(guī)則模型時有著較好的表現(xiàn),但是對于復(fù)雜模型求解時其表現(xiàn)效果就會不理想。對于時域有限元法來說,由于其網(wǎng)格劃分高度的適應(yīng)性,其對于復(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題,并且存在著在進(jìn)行時間迭代的時候不容易并行的特點(diǎn),這些原因會使得求解速度較慢。基于上述方法的缺陷,提出了時域間斷伽遼金(DGTD)法來處理傳統(tǒng)方法所面臨的問題。DGTD算法不但在處理大型多尺度等復(fù)雜的問題上有著獨(dú)特的優(yōu)勢,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)上的求解時間。考慮到DGTD方法在電磁學(xué)中的電磁計算有著良好的適用性,在本文中將會將其應(yīng)用于求解電磁散射等問題。首先在本文中利用DGTD算法解決了最簡單的諧振腔問題,在完成諧振腔問題之后,繼續(xù)完成了金屬球施加吸收邊界(ABC)時的情況,最后完成了采用完美匹配層(PML)來截斷金屬球邊界的問題。在從前期對FEM的研究基礎(chǔ)上逐漸過渡到對DGTD的研究,經(jīng)過對DGTD公式的推導(dǎo)... 

【文章來源】：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

【文章頁數(shù)】：84 頁

【學(xué)位級別】：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 時域間斷伽遼金法
        2.3.1 空間離散格式
        2.3.2 時間離散格式
    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中的散射問題處理
    3.1 索末菲輻射條件
    3.2 三維物體的散射問題
    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 時域問題中的RCS計算
    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)分界面時反射入射情況
    4.2 無反射條件
    4.3 單軸各項異性介質(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)域中的時間離散格式
    4.5 難點(diǎn)問題分析
    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)
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[3]時域非連續(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. 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. 2016(06)
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[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)值計算與計算機(jī)應(yīng)用. 2015(04)
[7]DGTD用于RCS計算的初步研究[J]. 楊謙,魏兵,李林茜,葛德彪.  雷達(dá)學(xué)報. 2015(03)
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博士論文
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[2]時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]時域不連續(xù)伽略金方法在電磁問題中的研究與應(yīng)用[D]. 劉露.電子科技大學(xué) 2016
[3]時域不連續(xù)伽遼金法在計算電磁學(xué)中的應(yīng)用[D]. 王俊.西安電子科技大學(xué) 2015
[4]時域有限元方法在仿真微波無源器件中的應(yīng)用[D]. 彭聰.電子科技大學(xué) 2015
[5]無限元法在仿真微波無源器件中的應(yīng)用[D]. 閆樂樂.電子科技大學(xué) 2015
[6]DGTD算法在電磁問題中的應(yīng)用與分析[D]. 關(guān)瑜.電子科技大學(xué) 2015
[7]時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.國防科學(xué)技術(shù)大學(xué) 2014
[8]基于曲邊六面體的時域間斷伽略金方法研究[D]. 寇龍澤.國防科學(xué)技術(shù)大學(xué) 2012
[9]電磁散射問題的FDTD分析和仿真軟件實(shí)現(xiàn)[D]. 李長侑.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：2899991