井下采空区时域不连续伽辽金法电磁正演

为了获取准确的井下采空区的地理信息,利用时域不连续伽辽金法(DGTD)和高阶叠层矢量基函数的特点,建立了井下采空区三维空间模型,研究了高阶叠层矢量基函数阶数对井下采空区电磁正演精度的影响,得到井下采空区电磁场强度的空间分布规律。井下采空区电磁正演模拟结果表明,采用2.5阶叠层矢量基函数的DGTD方法计算精度比传统低阶棱边基函数提高了74%,证明了该方法对复杂目标电磁特性研究的实用性,并能准确可靠地实现井下采空区地质结构的电磁探测。

改进的二维三维混合时域不连续伽辽金方法

对高速信号通过电源板时的电源完整性(power integrity,PI)问题进行研究时,因为电源板中主要模式分布为零阶平行板模式,可以采用二维简化以提高效率.而对于隔离盘或其它存在纵向不连续性的区域,则应采用三维算法以保证精度.将两者结合起来的一种二维三维(2D/3D)混合时域不连续伽辽金(discontinuous Galerkin time domain,DGTD)方法可以兼顾精度与效率,有效地处理这类电磁全波计算问题.其中二维、三维方法采用同一套三棱柱离散的网格,通过适当设置基函数,二维区域与二维区域之间可以方便快速地相互转化.随着电磁波的传播,二维、三维的适用区域是随时间、空间动态变化的.为了准确地捕捉这种动态变化,文中提出的一种改进的自适应判据,在每个时间歩对电磁场进行检测,从而动态地判定二维简化区域.与现有技术的判据控制绝对误差不同,该方法对相对误差进行控制,效率高、精度好,对于不同的结构适应性强.通过数值实验,与商业软件和全三维(3D)DGTD方法的结果进行了比较和验证.

基于时域不连续伽辽金算法的时域屏蔽效能分析

[目的]为精确分析金属屏蔽腔的时域屏蔽效能,提出一种基于局部时间步进技术和并行技术的时域不连续伽辽金(DGTD)算法。[方法]利用DGTD算法,对金属屏蔽腔进行全波电磁仿真,进而计算时域屏蔽效能(TDSE);利用局部时间步进(LTS)技术增大时间步长,然后结合并行技术显著缩短计算时间;分析金属屏蔽腔的孔径尺寸、腔体厚度、阵列孔间距等设计参数对时域屏蔽效能的影响。[结果]数值算例结果显示,所提方法正确、有效。[结论]所提方法为电磁屏蔽问题的仿真提供了一种有效的工具,对金属屏蔽腔的设计具有一定的指导意义。

GaN基高功率微波器件高效场路协同分析方法

以氮化镓(GaN)为代表的第三代半导体正促使着固态微波功率器件向着更高功率、更高效率、集成化的方向不断发展,但这会导致器件内部电磁场分布效应更为显著,单一的路仿真已无法满足分析设计的精度需求,亟需建立有源GaN器件与无源电磁结构的一体化协同仿真技术.针对这一需求,本文提出基于时域不连续伽辽金技术的GaN基高功率微波器件高效场路协同仿真方法,将所提取的GaN HEMT(high electron mobility transistor)器件大信号紧凑模型引入电磁场方程中,采用局部时间步进技术以消除非线性紧凑模型及多尺度网格对全局算法稳定性条件的限制,实现有源器件-无源电磁结构、多尺度粗细网格的高效自适应求解.通过数值仿真算例与实验测试及软件计算结果对比展示了本文所提方法准确性和高效性,可为先进大功率微波器件的高可靠研发提供理论基础与设计参考.