時(shí)域譜元法求解瞬態(tài)電磁輻射和散射問題.pdf

1、論文首先對(duì)時(shí)域譜元法(time domain spectral-element method,TDSEM)中使用的一階吸收邊界條件(ABC)和各向異性介質(zhì)完全匹配層(PML)作了研究,并利用吸收邊界條件分析了波的輻射特性;接著利用時(shí)域譜元法分析了波的散射特性;最后把共形完全匹配層(CPMLI)應(yīng)用于時(shí)域譜元法中并分析了它的一些特性。
　　 本文使用的時(shí)域譜元法是基于波動(dòng)方程的,在對(duì)計(jì)算區(qū)域進(jìn)行離散時(shí)采用了曲六面體進(jìn)行離散,從而能

2、夠精確模擬目標(biāo)的復(fù)雜幾何結(jié)構(gòu)和介質(zhì)組成特性;時(shí)域譜元法采用特定的正交多項(xiàng)式作為基函數(shù),所以系數(shù)矩陣是塊對(duì)角的,矩陣求逆會(huì)變的很容易,與時(shí)域有限元相比這將大大減少計(jì)算時(shí)間。
　　 將時(shí)域譜元法應(yīng)用于開域問題時(shí),對(duì)于計(jì)算區(qū)域的邊界需要設(shè)置適當(dāng)?shù)慕財(cái)噙吔鐥l件,在時(shí)域譜元法中本文主要用ABC和PML來截?cái)嘤?jì)算區(qū)域。首先本文用時(shí)域譜元法分析了輻射問題,并用ABC和PML截?cái)嘤?jì)算區(qū)域。本文對(duì)ABC和PML的吸收效果進(jìn)行了對(duì)比分析,并分析了不

3、同的PML層數(shù),電導(dǎo)率和相對(duì)介電常數(shù)對(duì)吸收效果的影響。其次本文用時(shí)域譜元法分析了散射問題,并分別對(duì)任意形狀理想導(dǎo)體目標(biāo),介質(zhì)目標(biāo)和復(fù)雜媒質(zhì)目標(biāo)的瞬態(tài)電磁散射特性進(jìn)行了分析。
　　 最后本文分析了一種更高效的PML,即共形PML。在時(shí)域譜元法中使用了共形PML,并取得了比較好的效果。研究結(jié)果表明在使用CPML作為吸收邊界條件時(shí),CPML的形狀是由包圍散射體的最小凸曲面決定的并且CPML的介質(zhì)參數(shù)也會(huì)受其影響。與常規(guī)的PML作為截?cái)?/p>