若干電磁散射問題的數(shù)值模擬.pdf

1、目標(biāo)及環(huán)境的電磁散射問題研究一直是電磁學(xué)中的一個(gè)熱點(diǎn)。一方面，電磁學(xué)的本身發(fā)展需要更好地解決此類問題；另一方面，隨著各種新技術(shù)，新設(shè)備的開發(fā)，客觀上也需要對(duì)各類復(fù)雜構(gòu)型，大尺度的散射問題進(jìn)行計(jì)算和求解。隨著計(jì)算機(jī)的蓬勃發(fā)展，原先用解析方法無法求解的電磁散射問題，可以用計(jì)算機(jī)數(shù)值模擬的方法加以解決。同時(shí)，各種數(shù)值計(jì)算方法也陸續(xù)發(fā)展起來，幫助人們可以更快速，更準(zhǔn)確地求解更大規(guī)模的電磁問題。 密集分布散射粒子的散射和輻射傳輸，在冰雪遙

2、感，工程材料測(cè)試等方面均有著重要的應(yīng)用。密集分布粒子散射的主要特點(diǎn)是粒子位置的相關(guān)性而影響散射物理，密集粒子相關(guān)散射和散射波的相干作用使通常的粒子互不相關(guān)的獨(dú)立散射不再成立。本文討論非常密集(占空比>0．4)隨機(jī)分布球粒子的散射，用MonteCarlo方法和隨機(jī)攪拌產(chǎn)生非常密集隨機(jī)分布粒子，求解電場(chǎng)體積分方程的解，獲得散射、吸收和消光系數(shù)，有效介電常數(shù)，與現(xiàn)有的EFA，QCA，QCA-CP和MG混合方程等幾種方法作了比較，非常密集隨機(jī)分

3、布粒子表現(xiàn)出非均勻性產(chǎn)生的大粒子散射效應(yīng)，并計(jì)算了一層非常密集隨機(jī)分布球粒子的后向和前向散射。 有效介電常數(shù)作為介質(zhì)的重要基本屬性，一直以來都是科學(xué)研究的重點(diǎn)、熱點(diǎn)問題。本文利用DDA方法計(jì)算了多相(大于3相)混合物的有效介電常數(shù)?？紤]了粒子間多次散射作用，給出了幾種多相混合物的有效介電常數(shù)，并與存在的MG方法比較，結(jié)果表明，MG混合方程并不適用于高占空比的情況，特別是多相混合物。 非球形粒子散射是復(fù)合顆粒材料電磁特性、

4、大氣云與降水探測(cè)、天體物理、隨機(jī)散射目標(biāo)光、紅外與微波監(jiān)測(cè)等研究的基礎(chǔ)問題。計(jì)算機(jī)與計(jì)算技術(shù)的發(fā)展促進(jìn)了復(fù)雜非球形粒子及其復(fù)合理論建模的電磁散射數(shù)值計(jì)算的研究。本文建立幾種用多參數(shù)表達(dá)幾何變形的非球形粒子，包括變形的Chebyshev粒子、光滑面橢球粒子、粗糙面橢球粒子和超級(jí)橢球粒子的圓角立方體、正方體、正八面體、以及兩個(gè)密切粘結(jié)球粒子。用改進(jìn)的T矩陣法，將離散源近似表示極化電磁波入射電大尺寸非球形粒子的表面感應(yīng)電流，由零場(chǎng)條件求解這些