宽角抛物方程在阻抗边界条件下的应用

对抛物方程中的伪差分算子进行Feit-Fleck宽角近似处理,分析了这种近似所带来的误差;详细阐述了阻抗边界条件下求解这种宽角抛物方程的分步傅立叶变换方法,并以此计算了海平面上电波传播情况,与窄角抛物方程及几何光学双射线模型的计算结果进行比较,说明了这种宽角抛物方程在阻抗边界条件下计算较大仰角电波传播问题是可行的。

高阶各向异性阻抗边界条件的导出

在求解各向异性介质涂敷物体的电磁散射中 ,采用高阶各向异性阻抗边界条件可以简化求解过程 ,提高近似解的精度。文中采用谱域法导出各向异性介质涂敷平面的二阶张量阻抗边界条件 ,并通过例子证明其精确性。

基于阻抗边界条件建模的涂敷目标电磁散射分析

针对飞行器上常用的涂敷吸波材料结构开展电磁散射数值建模和散射特性分析。利用涂敷结构表面电磁场的阻抗边界条件,建立表面电流和表面磁流的新型积分方程形式,并利用快速算法进行求解。数值结果表明:该型积分方程在不增加额外计算量和存储量的条件下,显著改善了迭代求解收敛性,为复杂涂敷结构的电磁散射分析提供了快速、可靠的技术途径。

多层介质涂覆结构的高阶张量阻抗边界条件

对于多层复杂介质涂敷的导体表面 ,用谱域法给出介质与空气界面处的谱域精确阻抗表达式 ,对将其变换至空域任意阶阻抗边界条件的方法的可行性进行分析 ,并引入优化方法 ,成功地得到空域任意阶张量阻抗边界条件。通过算例说明 ,对于多层复杂介质涂敷、低反差介质涂敷以及厚涂敷的情形 ,采用优化方法导出任意阶阻抗边界条件简单、可行。

应用广义阻抗边界条件分析介质填充凹槽波导的散射

本文应用广义阻抗边界条件研究了二维平板结构上介质填充凹槽的散射特性。通过选择合适的系数，广义阻抗边界条件可以模拟槽内任何特征的材料．将凹槽内的介质填充层由其表面上的简单边界条件来替代，所得的积分公式可用CGFFT法求解，且对任意入射角的表面散射场能作出精确的预估。

左手媒质的阻抗边界条件

从Maxwell方程出发,研究了平面波入射到空气和左手媒质的分界面上时,界面附近的电磁场,并将电场和磁场的关系表示为阻抗边界条件表达式,然后与右手媒质的阻抗边界条件进行对比,指出其形式上的统一和计算公式的区别。在此基础上,对多层媒质引用传输线法进行分析,并采用其给出的多层媒质的反射系数计算公式,计算了多层媒质内包含左手媒质时的表面反射系数,并对多层媒质包含左手媒质和右手媒质的情形进行了对比,研究了其反射系数幅度和相位的异同。最后将边界条件应用到阻抗半平面的散射场的计算中,探讨了平面波入射到单面涂敷左手媒质的阻抗半平面上时的散射场,并对场的计算公式作了简单分析。

高阶张量阻抗边界条件的纵向电磁场分量表达式

首先导出转换矩阵表示的有导体或各向同性介质衬底的旋转对称双各向异性媒质平面的精确阻抗张量。然后利用多项式近似和横向与纵向场分量的基本方程组推导出相应的近似高阶张量阻抗边界条件。该阻抗边界条件是用纵向电磁场分量表示的二个关系式,表达式中的阻抗和导纳算符是介质涂层平面法向导数的三次幂多项式。所导出的高阶张量阻抗边界条件能够直截了当地模拟双各向异性介质涂层对电磁场的影响,并能够方便有效地简化相关电磁场边值问题的求解。

精确阻抗边界条件的推导

针对Ｌｅｏｎｔｏｖｉｃｈ阻抗边界条件ＩＢＣ是近似阻抗边界条件这一不足之处，本文利用电磁场理论中的一般边界条件和麦克斯韦方程，考虑到平面波的传播特点，导出了不含近似的精确阻抗边界条件（ＥＩＢＣ），给出了精确阻抗边界条件的一般矢量表达式及其在直角坐标系和柱坐标系中的表达形式。导出的结果显示，Ｌｏｎｔｏｖｉｃｈ阻抗边界条件只是精确阻抗边界条件的一个特例。

二阶阻抗边界条件下三维抛物方程的交替隐式差分方法研究

针对损耗地面Leontovich阻抗边界条件下,三维抛物方程CNFD方法计算效率与计算精度较低的不足,研究了二阶阻抗边界条件下三维抛物方程的ADI方法。采用ADI技术处理了二阶阻抗边界条件下的三维抛物方程,得到其差分格式;利用二阶阻抗边界条件下三维抛物方程计算了电波传播的算例。算例表明:相比Leontovich阻抗边界条件,二阶阻抗边界条件具有更广的适用范围和更高的计算精度;相比传统的CNFD方法,采用ADI技术处理三维抛物方程以及阻抗边界条件,能够在城市小区基站天线覆盖性能的模拟中极大地提高计算效率。

精确阻抗边界条件的求解

依据齐次的谱域麦克斯韦旋度方程组,利用广义谱域指数矩阵分析方法,给出了用旋转矩阵表示的高阶精确阻抗边界条件的计算公式.通过一种具体的单各向异性介质,介绍了旋转矩阵的求解方法,给出了这种单各向异性介质的具体高阶精确阻抗边界条件.

以阻抗边界条件计算导电半无穷空间中的交变电流分布

以非齐次Helmholtz方程和阻抗边界条件分析导电半无穷空间交流激励的边值问题,分别对电流密度的水平分量与垂直分量建立第三与第一边值问题,并以Green函数法求得点电极激励下的电流密度分布。进一步,以Ritz法求得垂直线状电极上的电荷密度分布,并以Green函数法计算垂直线状电极-点电极激励的电流密度分布。所得的结果在激励频率为零的直流情形与已知公式一致。随后对导出公式进行了数值计算,绘制了电流密度场。由于运用了非齐次Helmholtz方程,整个半无穷空间的电流密度均可以公式表出,且解析-数值混合方法使本文建立的模型可方便迅速地应用于导电媒质为大地或海水的许多实际情形。

电磁散射问题中的阻抗边界条件及表达阻抗

比较详细地阐述了用于电磁散射计算的阻抗边界条件，指出标准阻抗边界条件、广州义阻抗边界条件及精确阻抗边界条件的应用范围，讨论了表面阻抗的各种表示式，上述问题对散射场的计算是非常有用的。

基于表面阻抗边界条件的等离子体薄涂层电磁散射的时域有限差分分析

基于表面阻抗边界条件时域有限差分(FDTD)方法研究了一维斜入射情况下非磁化等离子体薄涂层涂敷金属材料的电磁散射特性,该方法忽略对薄层背景材料进行网格剖分,大大减少了计算量.首先推导了理想导体涂敷等离子体薄涂层的表面阻抗频域表达式,然后代入边界条件并变换到时域,再用分段线性递推卷积方法将时域表达式离散得到FDTD迭代式.编程计算了垂直及斜入射情形下的平行极化和垂直极化反射系数,通过验证算例与解析解对比,结果表明该方法的准确性和有效性.最后利用该方法分析了不同入射角对反射系数的影响.

一种简化的时域非连续伽略金阻抗边界算法

针对时域非连续伽略金(discontinuous Galerkin time-domain, DGTD)算法中的阻抗边界条件问题开展研究.阻抗边界条件中的频域算符jω一般在根号内部,其在时域数值算法中的实现有一定难度.另一方面,DGTD算法中数值通量表达式也含有阻抗边界条件,这也进一步增加了频时转换难度.为了能给出简化的DGTD阻抗边界算法,本文首先针对数值通量表达式进行推导,得到一个特定函数Z_(R),该函数包含频域算符jω,函数以外表达式不含频域算符jω,这样就可以仅处理Z_(R)的频时转换问题.由于Z_(R)形式复杂,对Z_(R)进行矢量匹配处理,得到关于jω的一阶有理分式,进而得到其时域迭代式.这一过程简明、易于实施,还可避开矩阵计算.本文方案经一维及三维算例验证,精度很好,针对特定电磁问题如涂覆层问题可大幅降低计算时间.

阻抗出口边界条件下狭窄冠脉的数值模拟

目的探究阻抗出口边界条件下狭窄冠脉流场分布。方法建立了不同狭窄程度的简化模型及具有解剖结构的冠脉模型,采用阻抗出口边界条件模拟最大充血状态下各狭窄程度的血流情况,比较不同狭窄程度下血流储备分数(FFR)及壁面切应力(WSS)的分布。结果狭窄程度与FFR之间并不是呈线性相关关系;对于解剖学模型模拟的结果与临床测量结果相吻合。结论阻抗边界条件是一种可以比较真实地描述狭窄冠脉出口的边界条件。

高阶FDTD表面阻抗边界的研究及其在电波传播中的应用

针对高阶时域有限差分(Finite-Difference Time-Domain,FDTD)方法 FDTD(2,4)并结合单边差分格式,推导了恒定阻抗边界的具体实现方案,并应用于高频电波传播仿真计算。在进行电波传播特性仿真计算时,FDTD(2,4)方法具有低数值色散等优点,在电大问题计算中具有优势。利用阻抗边界条件对地表环境进行建模使得FDTD(2,4)能够有效地处理不同的地表环境。

任意截面非均匀各向异性阻抗柱体的电磁散射

采用矩量法(MoM)结合阻抗边界条件研究了二维无限长任意形状截面非均匀各向异性阻抗柱体的电磁散射特性。散射场通过Stratton-Chu电场积分方程、电流连续性方程和二维格林函数予以求解。当柱体截面矢径的模等于恒定值时,目标退化为二维无限长圆柱,提出的计算方法仍然有效。计算得到的散射宽度结果与解析法、物理光学法(PO)的结果进行了比较,吻合良好。

基于MoM-PO的各向异性阻抗面电磁散射研究

该文基于阻抗边界条件(IBC),采用矩量法-物理光学(MoM-PO)混合算法,研究了3维各向异性阻抗面的电磁散射特性。根据表面等效原理,将空间散射场等效为MoM区和PO区电磁流的辐射场,感应电磁流以3维RWG(Rao-Wilton-Glisson)矢量基函数展开。以表面阻抗并矢表征电磁参数,给出典型各向异性阻抗面目标的电磁仿真算例,结果与Mie级数等精确解吻合良好,显示了该方法的有效性。

各向异性阻抗面电磁散射快速数值算法研究

基于多层UV矩阵分解技术,提出用矩量法(MoM)求解三维各向异性阻抗面电磁散射的MoM-UV快速数值算法。根据等效原理,将表面电磁流以RWG(rao-wilton-glisson)矢量基函数展开。引入阻抗边界条件(IBC),以表面阻抗并矢表征电磁参数,实现各向异性阻抗面的电磁仿真。通过多层UV进行低秩矩阵压缩,减少矩阵-向量积运算和内存需求,利用稳定的双共轭梯度(BICGSTAB)迭代方法求解。给出典型算例,并与Mie级数解等精确结果比较,验证该算法的精度和效率。

电磁波探测阻抗的夹杂

利用电磁波探测结构中具有阻抗边界的夹杂 ,是一类典型的逆问题。分别从数学原理及数值计算两个方面探讨了如何求解这类问题。首先建立了求解问题的基本方程 ,分别就正问题和逆问题加以讨论 ,同时构造了一个表达散物特征的指示函数 ,然后利用该函数的性质 ,确定具有阻抗散射物的边界。数值计算使用了 Nystroem方法求解正问题 ,对于不适定的逆问题 ,用