基于双向有限差分抛物方程法的海洋环境电波传播研究

采用双向抛物方程(two-way parabolic equation,2WPE)法来预测复杂海洋环境中的电波传播特性,用双向有限差分(two-way finite-difference,2WFD)法求解2WPE,考虑了海岛等不规则地形引起的电波后向传播和大气波导的影响,并在前向和后向电波传播预测中引入一种改进的分形海面模型来模拟起伏波动的实际海面边界,且能模拟海面的大尺度浪涌特性和毛细波细微结构特性.在典型的数值算例中,我们将采用改进分形模型处理海面边界时计算得到的双向电波传播因子和采用Miller-Brown模型处理海面边界时计算得到的双向电波传播因子进行对比和分析,数值分析结果表明,在相同风速条件下,采用改进分形模型处理海面边界时计算得到的双向电波传播因子波动更剧烈,能更准确地反映出实际起伏波动海面对电磁波传播的影响.

求解流线曲率法反命题的一种新型有限差分方法

针对全三元离心叶轮流线曲率法反命题设计,提出了一种求解S2m流面速度梯度方程的新型有限差分解法。该方法将相对速度沿准正交线的方向导数采用前向差分格式,将相对速度沿流线的方向导数分解为两项,一项采用前向差分,另一项采用后向差分格式,其他各参量沿准正交线或流线的方向导数统一采用前向差分格式。这样便解决了简单采用前向差分格式或后向差分格式难以保证求解速度场的矩阵主对角线元素占优问题,使求解格式具有较强的稳定性和收敛性。新型有限差分求解方法应用于Krain叶轮的改型设计,经计算流体动力学(CFD)分析得,改型叶轮效率提高约0.3%,压比提高约0.2,表明利用新型有限差分法求解S2m流面速度梯度方程是可行的。

2D-FDTD法计算波导截止频率的激励源设计与取样

在计算波导截止频率时,激励源的设计必须与波导中通过信号的模式相匹配.以矩形波导为例,用二维时域有限差分法(2D-FDTD)提出激励源的优化设计方案与采样点的有效选取问题.