本文關(guān)鍵詞： 隨機(jī)FDTD 多項(xiàng)式混沌 高超聲速飛行器 隨機(jī)等離子體 共形FDTD　出處：《南京理工大學(xué)》2017年碩士論文　論文類型：學(xué)位論文

【摘要】：時(shí)域有限差分算法以其原理簡單編程容易,易獲得目標(biāo)的寬頻帶信息等優(yōu)勢(shì),受到廣大電磁學(xué)研究者的關(guān)注。但是由于采用Yee網(wǎng)格計(jì)算,在處理彎曲表面目標(biāo)時(shí)會(huì)產(chǎn)生階梯近似誤差。因此,共形技術(shù)被提出,用于減少這種階梯近似誤差。時(shí)域有限差分方法(FDTD)已經(jīng)被廣泛地應(yīng)用于電磁波在等離子體中傳播時(shí)電磁特性分析的研究中。傳統(tǒng)方法分析等離子體電磁特性時(shí),沒有考慮等離子體電子濃度隨機(jī)變化的特性。因此本文介紹了基于多項(xiàng)式混沌展開的隨機(jī)FDTD方法,該方法對(duì)隨機(jī)變量電子濃度進(jìn)行埃爾米特多項(xiàng)式展開和伽遼金測(cè)試,分析電子濃度隨機(jī)變化時(shí)輸出場(chǎng)值的均值和方差。該算法的精度取決于埃爾米特多項(xiàng)式的項(xiàng)數(shù),項(xiàng)數(shù)越高精度越高,消耗的時(shí)間也隨之變多。本文首先用磁化等離子體預(yù)測(cè)校正法分析了磁化等離子體的電磁散射特性,在此基礎(chǔ)上加入了多項(xiàng)式混沌展開的隨機(jī)FDTD算法,接著用共形FDTD分析了隨機(jī)磁化等離子體模型的電磁特性。用非磁化等離子體龍格庫塔指數(shù)時(shí)呈差分法分析了非磁化等離子體的電磁散射特性,繼而用共形FDTD分析了高超聲速目標(biāo)的電磁散射特性,在此基礎(chǔ)上加入了多項(xiàng)式混沌展開的隨機(jī)FDTD算法,最后對(duì)高超聲速目標(biāo)周圍產(chǎn)生的隨機(jī)非均勻等離子體流場(chǎng)的電磁特性進(jìn)行共形FDTD分析。
[Abstract]:The finite difference time-domain (FDTD) algorithm has attracted the attention of many electromagnetic researchers because of its advantages of simple programming and easy access to target broadband information. However, due to the use of Yee grid computing, the finite difference time-domain (FDTD) algorithm has attracted the attention of many electromagnetic researchers. The ladder approximation error occurs in the treatment of curved surface targets. Therefore, conformal techniques have been proposed. The finite difference time-domain (FDTD) method has been widely used in the analysis of electromagnetic characteristics of electromagnetic waves propagating in plasma. The random FDTD method based on polynomial chaotic expansion is introduced in this paper. The Hermitian polynomial expansion and Galerkin test for the electron concentration of random variables are presented in this paper. The mean and variance of the output field value are analyzed when the electron concentration varies randomly. The accuracy of the algorithm depends on the number of terms of the Hermite polynomial, and the higher the term number is, the higher the precision is. In this paper, the electromagnetic scattering characteristics of magnetized plasma are analyzed by using the predictive correction method of magnetized plasma, and the stochastic FDTD algorithm based on polynomial chaotic expansion is added. Then the electromagnetic characteristics of the random magnetized plasma model are analyzed by conformal FDTD, and the electromagnetic scattering characteristics of the unmagnetized plasma are analyzed by using the Runge-Kutta exponent of the unmagnetized plasma as a difference method. Then the electromagnetic scattering characteristics of hypersonic targets are analyzed by conformal FDTD, and the stochastic FDTD algorithm based on polynomial chaotic expansion is added. Finally, the electromagnetic characteristics of a random inhomogeneous plasma flow around a hypersonic target are analyzed by conformal FDTD.
【學(xué)位授予單位】：南京理工大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2017
【分類號(hào)】：TN011

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