基于时域平面波算法快速求解电磁兼容特性

基于电磁场时域积分方程(TDIE)数值技术求解电大目标的电磁兼容问题时,其计算量和内存需求大。应用时域平面波算法(PWTD)加速求解TDIE,针对算法实现中3个关键步骤,聚集、转移和投射,利用出射表和入射表进行改进。该方法一方面显著降低了内存需求,另一方面通过把PWTD算法中的传统投射方式,改为前向贡献式投射方式,大大减少了投射次数,并且更有利于时间点的对齐,因此提高了计算速度和精度。计算结果验证了该方法的可行性和高效性。

基于时域平面波算法快速求解电大目标瞬态散射特性

基于电磁场时域积分方程(TDIE)数值技术计算电大目标的瞬态散射特性,其计算量和内存需求大。应用时域平面波算法(PWTD)加速求解TDIE,针对算法实现中三个关键步骤,聚集、转移和投射,利用出射表和入射表进行改进。该方法一方面显著降低了内存需求,另一方面通过把PWTD算法中的传统投射方式,改为前向贡献式投射方式,大大减少了投射次数,并且更有利于时间点的对齐,因此提高了计算速度和精度。

并行时域平面波在电大目标瞬态散射中的应用

基于电磁场时域积分方程数值技术计算复杂目标的瞬态散射特性,其计算量和内存需求大,应用经典的单元分组算法——时域平面波算法,降低了时域积分方程的计算规模。文中在研究时域平面波算法并行算法的基础上,开发了基于.NET Remoting的电磁场分布式数值计算方案。数值结果表明,该分布式并行方案显著提高了时域平面波算法的计算效率,为解决电大目标瞬态电磁散射问题提供了一条有效途径。

迭代重加权时域平面波叠加法的非稳态声场重建

提出了迭代重加权时域平面波叠加法,并应用于非稳态声场重建。该方法首先通过时域离散卷积得到全息面时域声压与虚源面时域波数谱离散状态公式;然后根据稀疏表示和迭代重加权,得到残差范数与加权解范数最小化问题表达式;最后将每一对波数下虚源面时域波数谱与时域传播核卷积叠加得到重建面上的时域声压。为了验证该方法的有效性,给出了激励板声源的仿真验证,并在半消声室内进行了实验验证。讨论了一些参数对该方法的影响,并通过与基于Tikhonov正则化的时域平面波叠加法比较,突出该方法的重建优势。仿真和实验结果表明,该方法对非稳态声场重建具有很好的效果,并且重建精度高。

一种时域标量场平面波算法的改进方法

基于现有时域平面波(PWTD)算法,提出了一种对时域标量场平面波算法的改进方法。此方法将现有算法中的插值计算改为制表查询,并给出了其最大误差。另外,还将现有算法中转移算子中对时间求导提到算法最外层,将原先所需的(K+1)(2K+1)次FFT和IFFT计算减少为一次FFT和IFFT计算。最后算例证明当算法选取适当参数值时,可获得需要的计算精度,并验证了改进算法所需计算时间远少于现有算法。

基于TDIE-FDTD混合算法的电磁环境效应分析

电磁环境效应是在现代航空、航海、航天以及地面系统设计中必须考虑的因素。针对带有线缆结构的复杂系统的电磁环境效应问题,发展了一种时域积分方程(TDIE)和时域有限差分(FDTD)的混合方法,采用时域平面波(PWTD)加速的TDIE方法求解场问题,高阶FDTD(2,4)方法求解线缆响应。数值算例表明了方法的有效性。

Terahertz polarization beam splitter based on photonic crystal and multimode interference

We design a compact terahertz(THz) polarization beam splitter. Both plane wave expansion method and finite-difference time-domain method are used to calculate and analyze the characteristics of the proposed device. The designed polarization beam splitter can split TE-polarized and TM-polarized THz waves into different propagation directions. The simulation results show that the extinction ratios are larger than 18.36 dB for TE polarization and 13.35 dB for TM polarization in the frequency range from 1.86 THz to 1.91 THz, respectively. The designed polarization beam splitter has the advantages of small size and compact structure with a total size of 4.825 mm×0.400 mm.