THE INTEGRAL EQUATION METHOD FOR SOLVING PROBLEMS OF DISCONTINUOUS DIELECTRIC STRUCTURE

From the mode-marching method,by doing some transforms and derivations,the scatteringand propagation integral equations for solving the problems of discontinuous dielectric structure are ob-tained.The necessary and sufficient condition for the existence of solution of propagating equations is giv-en.It is really the dispersion equation of the dielectric structure.As an example,a succinct solution ofone-step discontinuous dielectric structure is derived.

环状气囊水消声器声学性能的预测与分析

水消声器作为一种有效的噪声控制装置被广泛应用于水管路系统。分别使用模态匹配法和有限元法对环状气囊水消声器的声学性能进行仿真计算,分析气囊水消声器声学特性的原理,并研究气囊水消声器不同媒介间的特性声阻抗大小关系对消声性能的影响规律。计算结果表明:由于阻抗失配关系,在气囊水消声器中气体对声波的传递起主要反射作用。随着橡胶的特性阻抗增大,橡胶会对从水中传递过来的声波起到一定的阻碍作用。当气体体积被压缩时,气体对声波的反射衰减效果会逐渐减弱,从而使得气囊水消声器的传递损失曲线整体幅值下降,消声性能减弱。

矩量法的一般波端口电磁建模方法

针对矩量法中非规则截面波端口的电磁建模问题,提出了一种基于高阶基函数矩量法的一般波端口建模方法。基于等效原理和模式匹配法建立了波端口表面积分方程,并利用二维有限元法对非规则波端口的模式进行高精度数值分析,将矩量法的规则波端口模型拓展为可用于规则及非规则波端口建模的一般波端口模型。在此基础上,使用定义于双线性曲面四边形单元的高阶基函数取代传统低阶基函数,减少了矩量法矩阵的未知量,显著降低了算法的内存需求和计算时间。通过数值算例对方法进行测试,与有限元法的数值结果进行对比,验证了方法的正确性;与低阶矩量法的数值结果对比,验证了方法的高效性。结果表明,该方法进行一般波端口模型建模仿真具有高效率和高数值精度的特点。

自整定多元变分模态分解

多元变分模态分解(MVMD)作为变分模态分解(VMD)的多元扩展,在继承VMD优点的同时,也存在其分解性能很大程度上依赖于两个预置参数——模态数量K和惩罚系数α的问题。为此,该文提出一种自整定MVMD(SMVMD)算法。SMVMD采取了匹配追踪法的思想,通过频域的能量占比和模态正交性分别自适应地更新K和α。对仿真信号与真实案例的分析结果表明,所提SMVMD方法不仅有效解决了原MVMD的参数整定问题,而且表现出以下优势,(1)与MVMD相比,SMVMD抗模态混叠的能力更强,且对噪声和α值的变化都具有更好的鲁棒性。(2)与多元经验模态分解、快速多元经验模态分解和多元变分模态分解这些经典算法相比,SMVMD算法的分解误差最小,分解效果最好。

用模式匹配算法研究层状各向异性倾斜地层中多分量感应测井响应

利用数值模式匹配技术,研究并建立层状各向异性倾斜地层中多分量感应测井响应的快速数值模拟算法.首先将位于井轴上的三个相互正交磁偶极子转化成关于极角θ的三个谐变分量的叠加,以便将三个正交磁偶极子电磁场的正演问题完全简化成三个谐变分量电磁场的轴对称定解问题,并给出电磁场各个谐变分量在井轴上满足的边界条件,保证电磁场在井轴附近仍然可解.然后利用数值模式匹配技术建立电磁场各个谐变分量的正演过程,得到层状各向异性地层中磁流源并矢Green函数的半解析表达式,给出计算层状各向异性倾斜地层中多分量感应测井响应的具体方法,最后通过数值计算结果证明该算法的有效性并考察几种不同情况下多分量感应测井响应特征.

有孔矩形金属腔体屏蔽效能的估算

使用模式匹配法和基于矩量法求解的混合位积分方程预估了有孔缝金属屏蔽腔体的屏蔽效能,该算法考虑了孔缝厚度、孔缝形状、入射波极化方向及高次模等因素对屏蔽效能的影响。通过对经典孔缝电磁耦合模型的数值仿真,验证了该算法具有较高的准确性和计算效率。数值仿真表明:当屏蔽腔体上的孔缝为矩形且入射波的电场极化方向平行于矩形缝隙的短边时,对应于该极化方向的腔体屏蔽效能是所有极化方向中最差的;当频率低于主谐振频率时,测试点距离缝隙越近,该点的耦合场越强,屏蔽效能越差;在孔缝面积相同的情况下,正方形孔缝的屏蔽效能要优于矩形孔缝的屏蔽效能。

波导金属插片窄带滤波器的研制

采用高精度的模式匹配法设计了一种窄带矩形波导插片滤波器。利用该方法设计的波导型滤波器精度高 ,结构简单 ,便于加工。同时将模式匹配法的数值计算结果与实验结果进行了比较 。

K_u波段波导型双工器的研制

采用高精度的模式匹配法设计了一种Ku波段波导型双工器。双工器采用H面T接头和E面横向膜片波导带通滤波器。采用该方法设计的双工器精度高,结构简单,便于加工。文中也将理论结果和实测数据进行了比较,两者吻合得很好,证明了模式匹配法的精确性和有效性。

介质加载圆柱谐振腔中TM_0模的RMM分析

对介质加载圆柱谐振腔进行严格分析是进行微波电路设计和微波介电测试的基础。根据平行板多层介质径向波导的本征模分析,采用径向模式匹配法获得了介质加栽圆柱谐振腔中TM_0模的本征方程,在此基础上开发了计算TMO模谐振频率的程序,对特定结构进行了计算,结果与参考文献一致。

径向线馈电网络的模式转换与单模传输条件分析

在高功率径向线阵列天线的设计中,径向线内高阶模的产生过程分析及其抑制方法研究具有重要的意义。通过将模式匹配法应用到径向波导,给出了一种计算径向线馈电网络中模式转换的方法,以微波向内传输和微波向外传输的两种具体情况为算例,对因耦合探针的插入引起的微波模式转化进行了定量的类比计算,得到了产生的微波模式阶数与探针个数的定量关系,并以此为基础分析给出了馈电网络中单模传输的必要条件。结果表明:为了保证径向线馈电网络的单模传输,在径向线的一定位置处可以插入的探针个数受上限和下限的双重制约,且在实际设计中应尽量选择限定条件的中间部分来确定阵列天线的布局。

侧向测井响应计算中模拟柱状电极的快速处理方法

在介绍点电流源的数值模式匹配法基础上,提出了一种电测井圆柱形电极处理快速方法。该方法是利用1个放置在电极内的点电源来模拟柱状电极,使得电极外表面的边界条件与原问题一致,可以很好地模拟圆柱电极在地层中的场分布。该方法避免了划分柱状电极为多个圆环形电流源的复杂计算方法,大大减少了计算量,且可以保证计算精度。利用该方法计算了双侧向测井响应并与已有文献结果进行了比较;另计算了阵列侧向测井响应,并与有限元法计算结果进行了对比,通过实例计算与对比验证了该方法的准确性与高效性。

非轴对称条件下用三维模式匹配法计算电阻率测井响应

采用模式匹配法研究了非轴对称条件下普通电阻率测井响应.根据非轴对称的地层模型,建立了新型的坐标系,确定在井轴与地层法线所形成的XOY平面上用数值方法,与此面垂直的方向上用解析方法.在XOY平面上的数值分析中,构建了广义特征值问题;在Z轴方向的解析部分中,人为地划分了一些介质层,并根据电磁场在层界面的连续性条件,推导出了各层之间场量的传递关系,从而摒弃了传统上二维模式匹配法中的复杂的反射阵和透射阵理论,完成了三维模式匹配理论.多种地层模型的数值结果对比表明,该方法在轴对称条件下的计算结果和二维模式匹配法的计算结果具有很好的一致性.此外,应用此算法还研究了倾斜地层等各种非轴对称的地层模型电阻率测井响应,系统地考察了井斜角对普通电阻率测井响应的影响.

对称化测量高频电磁波测井的理论研究

应用半解析数值模式匹配法研究了在含有任意数目的水平与柱状分层介质中的电磁波测井响应．通过数值模拟，发现现有的单发双收高频电磁波测井仪器由于其收、发结构不对称，往往会导致幅度比测井曲线的严重失真，使得它与相位差测井曲线很不匹配，大大降低了仪器的分辨能力；并指出了现有仪器的这种缺陷可以采用对称化测量来克服．本文首次系统考察了对称化测量高频电磁波测井的侵入和围岩影响，发现围岩影响可使相位差测量出现负响应，而侵入影响可使幅度比出现负响应，侵入和围岩影响之间存在一定程度的抵消作用，这对识别薄储集层是有利的．

双侧向电阻率测井反演算法研究

双侧向测井仪因其激励源的复杂性给其测量数据的反演带来了极大的困难．本文利用变形玻恩（Born）迭代法对轴对称二维非均匀介质中双侧向测井仪的位场数据进行了严格反演．在每一次迭代过程中采用了高效数值模式匹配的正演计算方法，它可半解析地求出反演中所需计算的格林（Green）函数及其偏导数，同时利用所推导出的位场非线性积分方程中积分运算的半解析形式，大大提高了计算效率和反演质量．通过反演实例表明，反演结果与电导率原状剖面吻合较好，并且受噪声影响较小．

波纹误差对同轴布拉格结构反射特性的影响

利用模式匹配法建立了分析波纹参数具有随机误差的矩形槽同轴布拉格结构反射特性的理论模型,并以一个以基模(TEM)工作于220GHz附近的矩形槽同轴布拉格结构为例,研究了矩形凹槽的深度、宽度、周期长度以及位置的随机误差对其反射率频率响应的影响。数值模拟结果表明:在给定的误差范围条件下,凹槽宽度与位置的随机误差对该结构的反射性能影响较小,而凹槽深度与周期长度的随机误差是影响结构反射特性的主要因素,因此在结构的加工制备过程中应视器件性能要求严格控制两者的制造公差。

分析宽频带、双极化、恒束宽四脊喇叭的混合方法

介绍了作为反射面天线馈源的宽频带、双极化、恒波束四脊喇叭 ,运用有限元和模式匹配相结合的混合法详细推导且计算了四脊喇叭的广义散射矩阵。然后运用口面积分计算了四脊喇叭的辐射远场 。

套管非匀质性对过套管电阻率测井影响的数值模拟与分析

套管非匀质性对于过套管电阻率测井响应会产生显著影响.首次采用数值模式匹配法模拟过套管电阻率测井响应,在此基础上分析了各种套管局部变化对于测井响应的影响.模拟结果表明,套管异常区域及其附近的测井响应出现异常变化,异常变化程度与套管参数局部变化程度呈现正相关性;通过模拟不同类型电极系还发现,双注入电极系对套管非匀质性具有很好的补偿作用.文中首次模拟了井温梯度对过套管电阻率测井响应的影响.计算结果表明,该数值方法能够很好地解决包含套管非匀质性因素的过套管电阻率测井数值模拟问题.

用修正玻昂迭代法重建复杂介质结构

着重阐述了将修正玻昂迭代法（DBIM）结合高效的数值模式匹配法（NMM）用于感应测井中的反演与剖面成象。首先利用玻昂近似将非线性问题线性化，然后应用吉洪诺夫正则化与迭代方法求解电磁场的积分方程。在每一次送代步骤的正演过程中，用数值模式匹配求得响应数据及非均匀介质中的格林函数。而在反演过程中，则利用了NMM解的z向解析性质和径向用线性插值，避免了双重数值积分，大大减少了计算工作量，同时也提高了反演质量。

铷原子频标中微波腔HE_(111)模的谐振特性

采用模匹配法对铷原子频标中圆柱谐振腔HE_(111)模的谐振特性进行了理论分析。通过计算几种填充复杂结构介质的圆柱谐振腔的TE_(011)模的谐振频率,并与仿真结果相对照,验证了该方法的正确性。在此基础上,对腔泡位置、长度对HE_(111)模的谐振频率的影响进行了分析。其结论对于原子频标中谐振腔的设计及介质加载谐振腔理论的完善具有一定的理论指导价值。

用模式匹配法计算电阻率测井响应研究进展

数值模式匹配法是地球物理电磁场计算中的一种半数值、半解析的高效算法,相对于别的数值算法具有明显的优越性,近年来在电法测井数值模拟中得到了成功应用.本文详细地介绍了数值模式匹配法的原理和模式匹配法在电法测井的发展历程和最新应用情况,系统总结了用模式匹配法计算电阻率测井响应的思路和基本步骤,并展望了其在电法测井三维数值模拟中的应用前景.