基于多层简易矩阵稀疏算法的复杂物体建模优化的研究

为了提高三维大尺寸复杂物体电磁建模的精确求解的效率,改进了自适应交叉算法(ACA)基础上的多层简易矩阵稀疏算法(MLSSM),通过对算法的理论及实现过程分析,并在实验验证中表明:应用的改进ACA算法计算效率比矩量法逐点计算显著提高;改进的MLSSM的内存需求减少了1 2左右,矩阵构造过程速度有了明显提高;改进的MLSSM降低了计算复杂度,迭代求解过程速度有了明显提高。算法对比结果看出改进的MLSSM在降低计算复杂度方面占据的优势,在分析半空间上大目标复杂物体优势明显。这一研究对于复杂物体的电磁建模的优化有一定的理论和应用意义。

基于稀疏矩阵的两层介质超声相控阵全聚焦成像

超声相控阵全聚焦成像算法具有精度高、全范围动态聚焦的优点,但存在的成像耗时长问题限制了其实际工业应用。为提高实际检测中相控阵全聚焦成像效率,以常用的楔块耦合检测为例,基于Fermat原理计算两层介质下各阵元的延迟时间,建立两层介质相控阵全聚焦成像算法。通过减少发射/接收阵元数,以与全矩阵下具有一致的有效孔径为条件,研究发射/接收阵元分布的权重函数,建立两层介质修正稀疏全聚焦算法。以弧形分布的侧边孔为例,进行了两层介质的全聚焦成像及稀疏全聚焦成像试验,并讨论了稀疏发射阵列对缺陷定量精度及全聚焦算法计算效率的影响。结果表明:修正稀疏全聚焦算法可在保证成像精度前提下显著提高成像效率。对于32阵元换能器,当稀疏发射阵元数达到8时,稀疏矩阵相对于全矩阵的误差值在5.2%以内,但计算效率提高了近4倍。

MLSSM算法实现网格离散复杂目标的优化设计

为改进三维大尺寸复杂物体电磁建模精确求解的效率,采用了自适应交叉算法(ACA)基础上的多层简易矩阵稀疏算法(MLSSM)改进的方式,通过算法的理论及实现过程分析在实验验证中表明:应用的改进ACA算法计算效率比矩量法逐点计算显著提高;改进的MLSSM的内存需求减少了一半左右,矩阵构造过程速度有了明显提高;改进的MLSSM降低了计算复杂度,迭代求解过程速度有了明显提高。从算法对比结果可以看出,改进的MLSSM在降低计算复杂度方面占据优势,在分析半空间上大目标复杂物体优势明显。这一研究对复杂物体的电磁建模优化具有一定的理论和应用意义。