發(fā)布時(shí)間：2023-11-14 18:06

　　周期結(jié)構(gòu)由于其獨(dú)特的電磁特性,在微波工程,天線(xiàn)設(shè)計(jì),光學(xué)工程中都有著廣泛的應(yīng)用,較為人所熟知的應(yīng)用有波導(dǎo)濾波器,頻率選擇表面,相控陣天線(xiàn),光柵,光子晶體以及各種各樣的超材料結(jié)構(gòu)等。為了充分的研究周期結(jié)構(gòu)的電磁特性,仿真電磁波和周期結(jié)構(gòu)模型之間相互作用的數(shù)值仿真方法是不可少的。在這些方法中,矩量法因其在頻率選擇表面和微帶相控陣天線(xiàn)的廣泛運(yùn)用而頗受關(guān)注。時(shí)域有限差分技術(shù)因其簡(jiǎn)單明了且可以得到一個(gè)寬頻帶上的解而同樣被廣泛使用。而對(duì)于由復(fù)雜的幾何模型和非均勻的介質(zhì)所構(gòu)成的周期結(jié)構(gòu)問(wèn)題來(lái)說(shuō),有限元方法因其對(duì)模型的擬合程度較好,更加優(yōu)于矩量法和時(shí)域有限差分。有限元方法發(fā)展多年以來(lái),可以分成頻域有限元方法和時(shí)域有限元方法,時(shí)域有限元方法中的不連續(xù)伽遼金時(shí)域有限元方法由于其可以高度并行和可以得到一個(gè)寬頻帶上的解而被廣泛運(yùn)用。本文主要內(nèi)容是分別用頻域有限元和不連續(xù)伽遼金時(shí)域有限元分析周期結(jié)構(gòu)。頻域有限元方面先介紹了一般理論,截?cái)噙吔绾腕w激勵(lì)加源方法,隨后將Floquet’s原理和周期邊界條件應(yīng)用到有限元方法中,推導(dǎo)了一個(gè)周期單元內(nèi)有限元的一般公式,然后在不同介質(zhì)的分界面處引入了羅賓邊界條件,可以對(duì)分層媒...

【文章頁(yè)數(shù)】：80 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
1 緒論
    1.1 研究背景及意義
    1.2 國(guó)內(nèi)外研究歷史和現(xiàn)狀
    1.3 本文的主要內(nèi)容
2 有限元方法的一般理論
    2.1 引言
    2.2 頻域有限元方法的一般理論
        2.2.1 方程組的建立
        2.2.2 網(wǎng)格截?cái)嗪瓦吔鐥l件
        2.2.3 總場(chǎng)散射場(chǎng)加源方法
    2.3 時(shí)域DG有限元方法的一般理論
        2.3.1 數(shù)值通量
        2.3.2 方程組的建立
        2.3.3 網(wǎng)格截?cái)嗪瓦吔鐥l件
        2.3.4 總場(chǎng)散射場(chǎng)加源方法
    2.4 近遠(yuǎn)場(chǎng)外推技術(shù)
    2.5 本章小結(jié)
3 基于頻域有限元方法的周期結(jié)構(gòu)分析
    3.1 Floquet's原理和周期邊界條件
        3.1.1 傅里葉級(jí)數(shù)簡(jiǎn)介
        3.1.2 一維Floquet's原理和周期邊界條件
        3.1.3 二維Floquet's原理和周期邊界條件
    3.2 頻域有限元方法引入周期邊界
        3.2.1 周期邊界條件的引入
        3.2.2 截?cái)噙吔绲奶幚?br>    3.3 周期結(jié)構(gòu)中的非共形技術(shù)的研究
        3.3.1 周期結(jié)構(gòu)中的區(qū)域分解方法
        3.3.2 矩陣求解
    3.4 數(shù)值仿真結(jié)果與分析
    3.5 本章小結(jié)
4 基于時(shí)域DG有限元方法的周期結(jié)構(gòu)分析
    4.1 時(shí)域DG有限元方法引入周期邊界
        4.1.1 非共形網(wǎng)格處理方法
        4.1.2 截?cái)噙吔绲奶幚?br>        4.1.3 調(diào)制高斯平面波的引入
    4.2 包含色散媒質(zhì)的周期結(jié)構(gòu)仿真
        4.2.1 色散媒質(zhì)概述
        4.2.2 輔助微分方程法引入色散模型
        4.2.3 矩陣形成以及求解
    4.3 數(shù)值仿真結(jié)果與分析
    4.4 本章小結(jié)
5 總結(jié)與展望
    5.1 全文總結(jié)
    5.2 后續(xù)工作展望
致謝
參考文獻(xiàn)
附錄



本文編號(hào)：3863939