基于面元模型的FDTD网格及涂敷层网格生成技术

提出了一种基于面元模型的FDTD网格剖分技术和涂敷层网格的生成技术。这种网格剖分技术可以方便地剖分封闭的面元模型和实体模型。针对均匀涂敷复杂模型难以直接产生的问题,提出在FDTD网格模型基础上,生成涂敷网格模型的方法。这种方法很容易得到任意复杂FDTD网格模型的涂敷层网格模型,克服了复杂表面模型和实体模型直接产生涂敷模型的困难。     

基于STL文件的FDTD网格剖分算法

针对复杂目标的时域有限差分（finite-difference time-domain, FDTD）法计算,提出了一种将非结构化网格直接转化为Yee网格的改进算法。该算法在射线求交方法的基础上对射线方程与三角面元求交公式进行优化,实现了快速的目标网格生成,有效降低了计算复杂度并提升了剖分效率。通过介质球、军舰和F22飞机模型等算例验证了该算法的正确性和高效性,可为大规模复杂目标的FDTD计算提供支撑。     

在直角坐标系下一种快速有效产生非均匀FDTD网格的算法

在电磁场网络生成系统中 ,最为关键性的技术就是生成有效网格的算法。本文详细介绍了一种用在AutoMesh———自动可调直角坐标系下的非均匀FDTD网格生成系统中生成非均匀网格的算法。采用该算法生成的直角坐标系下网格坐标及一维、二维和三维网格图型不仅精确 ,而且快速有效。它适用于一般电磁场网格生成系统 ,并可确保系统的可靠性和实用性。     

直角坐标系下非均匀FDTD网格生成系统

基于非均匀FDTD网格的电磁场模拟是一种解决诸多实际电磁场问题的通用、有效方法.本文介绍了在直角坐标系下非均匀FDTD网格图形生成系统,可以快速、高效地产生1D、2D、3D FDTD网格,展现物体的几何图形,还可以动态地、可视化地得到检查、调节和修改.作为检验,本文以一实际结构为例,产生并显示了其网格图形.     

飞机尾流的网格剖分技术及雷达散射特性研究

本文以飞机尾流的雷达探测这一航空安抽象为保守被动量的求解,该过程完全描述了飞机尾流稳定段的时间和空间分布特性.采用二阶迎风差分方法,并应用非均匀网格剖分技术求解得到保守被动量的分布特性,从而得到了不同网格剖分区域情况下飞机尾流RCS的时间变化和频率变化特性.仿真结果验证了非均匀网格剖分技术在计算时间、计算消耗量等方面的优越性,并由此分析给出了合适的非均匀网格剖分区域的划分尺度,为飞机尾流的雷达探测模型的建立奠定了理论基础.     

三维FDTD建模软件的开发及应用

介绍了三维FDTD建模软件的开发,电磁建模和网格生成采用Visual Basic实现。该软件提供给FDTD仿真软件诸如介质、网格、边界条件、激励源设置之类的数据文件;自动生成满足FDTD算法条件的均匀或非均匀网格。采用OpenGL技术,通过对图形的旋转、平移、缩放、透视等操作对目标物体进行细致的实时观察与修改,实现了计算区间内电磁场的动态变化演示,具有建模速度快、可视化效果好等优点,保证了FDTD数值求解过程的正确与高效。最后利用该软件对微带拐角等不连续性问题进行了建模和仿真,取得了较好的效果。     

FDTD模拟软件电磁建模模块的研究和实现

FDTD算法(时域有限差分法)是解决电磁场问题的简单而有效的数值方法,在现有的计算条件下进行非均匀网格和均匀网格的生成以对目标物体建模是该算法的基本问题。本文介绍在直角坐标系下一种非均匀网格划分算法,并结合计算机可视化技术,实现电磁建模可视化模块的设计。该建模模块用于进行目标物体的3D可视化建模和电磁学参数描述及仿真数据预处理。文中的例子说明该电磁学建模模块数据处理有高效性、可靠性及良好的可视化效果。     

采用FDTD/FVTD混合算法分析蝶形微带天线

用FDTD和FVTD混合算法分析了蝶形微带天线的反射损失.在适于矩形网格的区域采用常规的非均匀FDTD算法,在微带贴片天线的斜边或PEC弯曲表面处采用FVTD算法,重叠区域的场通过邻近场的线性插值得到.程序仿真和实际测量结果的比较表明在较宽的频带内,该算法在不损失精度,不显著增加CPU时间和内存的情况下,极大地降低了常规FDTD所要求的网格密度.     

三维情况下平面介质交界面处二阶精度FDTD方程

提出了一种新的二阶精度时域有限差分法(FDTD)算法,针对研究区域介质填充不均匀,包含平面介质交界面的情况.新算法在交界面处利用非均匀网格建模,通过积分形式Maxwell方程的离散和交界面处连续场分量的泰勒级数展开,给出了平面介质交界面处三维情况下的二阶精度FDTD方程.该方法在保证介质交界面处电磁场量二阶精度的同时,合理划分不同介质区域粗细网格,在不增加计算容量和计算时间的基础上,有效地提高算法整体的计算精度.最后对介质谐振腔结构和微带电路进行模拟,验证了本文算法的精度高于标准的FDTD方法.     

多时间步长时域有限差分法分析微波电路

提出在非均匀网格空间的粗网格区域采用大时间步长,细网格区域采用小时间步长的多时间步长时域有限差分(MTS -FDTD)法,并对其稳定性条件进行了分析。该方法通过应用多个时间步长替代传统非均匀时域有限差分(NU- FDTD)法的单一时间步长的算法来提高计算速度。通过应用MTS- FDTD方法模拟自由空间中给定激励下某点的场和微带低通滤波电路。数值结果表明,与传统NU- FDTD法相比,MTS- FDTD法在保持同等计算精度的条件下计算速度提高了46%以上。