高阶有限元-边界积分法在二维介质体散射中的运用

以2阶、3阶基函数为例,应用高阶有限元-边界积分法分析了二维介质体电磁散射特性。计算了2种介质材料不同,电尺寸不同的二维介质方柱的雷达散射截面,结果与矩量法一致。对3种数值结果进行了误差分析,结果表明,高阶有限元-边界积分法比1阶有更高的计算精度、收敛速度和计算效率。     

青岛胶南隆起带小珠山早白垩世花岗岩锆石U-Pb年代学及胶东半岛中生代花岗岩成因初探

青岛胶南隆起带小珠山花岗岩SiO_2平均含量70.21%,A/CNK平均1.13,为强过铝质酸性岩体。岩体具有高钾特征,显示中等程度的LREE富集、中等负Eu异常,Yb平均含量1.23×10~(-6)μg/g,Y平均含量0.18×10~(-6)μg/g,Sr平均含量21.93×10~(-6)μg/g,为低Sr低Yb的喜马拉雅型花岗岩。锆石LA-ICP-MS U-Pb年龄加权平均结果为123 Ma和122 Ma,是早白垩世燕山晚期的产物。胶东半岛中生代花岗岩形成于3个时期并具有不同的形成机制:晚三叠世(225～205 Ma)幔源型花岗岩,是扬子板块向华北板块俯冲碰撞形成苏鲁超高压变质带,地幔物质沿裂隙上涌,富集地幔产生轻度熔融的结果;晚侏罗世—早白垩世(160～135 Ma)地壳重熔型花岗岩,源岩形成于700～800 Ma的扬子陆块,由经历了三叠世超高压变质作用的扬子陆壳的新元古代物质熔融形成;早白垩世(130～105 Ma)花岗岩形成于俯冲加厚深度不同的大陆地壳。胶北隆起区域的高Mg高Sr低Yb的埃达克型花岗岩形成深度较深(30～40 km),可能由镁铁质下地壳的熔融分异形成;胶南隆起区域的低Mg低Sr低Yb的喜马拉雅型花岗岩形成环境相对较浅(30 km),源岩可能来自含石榴石和斜长石的高压麻粒岩相的大陆地壳。     

快速提升小波变换在介质体散射中的运用

推导一种用于求解介质体散射问题的面积分方程,它克服了内谐振现象,且同体积分方程相比,获得了更小的阻抗矩阵维数。一种新的基于提升法的类小波变换预处理算子的使用,降低了矩阵向量积的计算复杂度和求逆过程中的迭代次数。数值结果表明,与传统方法相比,提升法消减了预处理矩阵的多余内存,并且节省了约1倍的计算时间。     

提升类小波变换加速的模基参数估计算法

将提升类小波变换(lifting wavelet-like transform, LWLT)应用于矩量法（method of moment, MOM）快速求解电场积分方程（electric field integral equation, EFIE）,对生成的稀疏化线性系统采用模基参数估计（model based parameter estimation, MBPE）算法求解,可获得小波域的宽带解,结合小波逆变换,最终实现目标电磁散射特性的宽频分析。通过不同三维散射体的计算分析,验证了算法的正确性。与传统模基参数估计算法相比,所提算法在计算时间和内存耗费上均有很大改善。     

时域电场积分方程后时不稳定性的一种改进方法

针对时域积分方程算法在求解电磁散射问题时所产生的后时不稳定问题,文章提出了一种基于Padé逼近方法的时域响应的外推算法。提出以方差为标准检测不稳定性,通过早期响应获得一个关于时间变量的有理逼近函数,从而实现响应的外推;结合有理逼近的误差估计,在保证精度的前提下获得了精确时域解。     

二代小波在求解电磁场积分方程中的应用

为实现电磁场积分方程的快速求解,对第二代小波变换理论进行了阐述,并给出了适用于矩阵变换的具体公式,从而提出了一种基于第二代小波变换的预处理算法.通过对矩量法生成的稠密阻抗矩阵进行稀疏化预处理,加速了矩阵方程迭代求解中的矩阵矢量积.针对传统小波变换在矩阵方程维数上的限制,构造了一种任意维矩阵方程的预处理算法.对不同目标的电磁散射特性进行了分析,并将结果与解析解、矩量法直接求解等进行了对比,验证了算法的有效性.鉴于其通用性,所提任意维矩阵方程预处理算法可以推广至其他工程计算领域.     

等离子体材料非线性数值分析方法综述

等离子体微纳材料中自由电子气对电磁场的响应使材料产生固有的非线性现象.论文综述了解决非线性问题常用的两种计算模型及基于这两种模型的数值算法,总结了两种模型及对应数值算法在模拟等离子体材料非线性性质时的优缺点.     

基于传播子技术的辛FDTD方法

数值求解三维时域Maxwell方程的过程中,保持方程的内在结构显得尤为重要.利用Hamilton 函数的变分形式,首次将Maxwell方程表述为Hamilton正则方程形式.在时间方向上,借助辛传播子技术对方程进行离散以保持方程的内在结构;在空间方向上,采用四阶精度的有限差分格式对三维旋度算符进行差分离散,建立了求解Maxwell方程的辛时域有限差分(S-FDTD)方法.对S-FDTD方法的稳定性及数值色散性进行了系统的探讨,数值结果表明该方法的正确性及高精度性.     

辛FDTD算法

利用Hamilton函数的变分形式,将Maxwell方程表述为Hamilton正则方程形式.利用辛传播子技术结合高阶差分格式对方程进行离散以保持方程的内在结构,建立了求解Maxwell方程的辛时域有限差分(SFDTD)算法.对SFDTD算法的稳定性及数值色散性进行了探讨,并将辛SFDTD算法应用于时域电磁散射计算中,数值结果表明该方法的正确性及高精度性.     

矩形波导时域仿真中的激励源设置和参数提取

文章采用时域有限差分方法对矩形波导的多模截止频率和不连续性问题进行了分析,提出一种新的电磁流激励和电磁能量提取方法,求解矩形波导的截止频率,与单一的电流源激励方案相比,该方案能更有效地激励多种模式;为了在一次计算中抽取宽频带的散射参量,引入特征阻抗的概念用于分离入射电压波和反射电压波;通过对部分填充介质的三维WR-3矩形波导的数值实验,证明了该散射参量计算方法的可靠性。