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抛物方程的多重非均匀网格模型及其应用

强激光与粒子束 2014年第5期26卷 210-215页

作者：张青洪廖成盛楠李瀚宇周海京西南交通大学电磁场与微波技术研究所成都610031 北京应用物理与计算数学研究所北京100094

提出了抛物方程的多重非均匀网格模型,以准确求解三维空间存在多辐射源的电波传播问题。通过对不同辐射源建立不同的坐标系,并对其仿真空间采用不同的非均匀网格划分,构建了抛物方程的多重非均匀网格模型。在此基础上,实现了三维多辐射... 详细信息

提出了抛物方程的多重非均匀网格模型,以准确求解三维空间存在多辐射源的电波传播问题。通过对不同辐射源建立不同的坐标系,并对其仿真空间采用不同的非均匀网格划分,构建了抛物方程的多重非均匀网格模型。在此基础上,实现了三维多辐射源问题的并行计算。实例仿真了空间存在四个辐射源的电波传播特性。结果表明,抛物方程的多重非均匀网格模型能够准确求解多源的空间电磁场分布特性,且在该算例中,并行技术使得抛物方程的计算速度提升了2.41倍,极大地提高了抛物方程对三维多源问题的求解效率。

关键词：抛物方程多辐射源多重非均匀网格并行计算

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太赫兹波沿大气层倾斜路径的传输衰减

电波科学学报 2015年第4期30卷 783-788页

作者：王玉文房艳燕董志伟李瀚宇中国工程物理研究院研究生部北京100088 北京应用物理与计算数学研究所北京100094 中国工程物理研究院太赫兹研究中心四川绵阳621900

太赫兹大气传输是太赫兹科学技术及其应用的重要组成部分,它几乎渗透于所有的太赫兹应用技术领域.现有文献中所说的太赫兹大气传输基本都是水平路径的传输,而文章基于辐射传输、色散理论和Van-Vleck Weisskopf线型,结合喷气推进实验室(J... 详细信息

太赫兹大气传输是太赫兹科学技术及其应用的重要组成部分,它几乎渗透于所有的太赫兹应用技术领域.现有文献中所说的太赫兹大气传输基本都是水平路径的传输,而文章基于辐射传输、色散理论和Van-Vleck Weisskopf线型,结合喷气推进实验室(Jet Propulsion Laboratory,JPL)数据库,建立了太赫兹波沿大气层倾斜路径的传输衰减模型,对0.1~1THz频段太赫兹波沿倾斜路径传输的吸收衰减特征进行了数值模拟研究.分析了低端太赫兹大气传输的窗口结构,为太赫兹地空通信提供了理论参考.

关键词：太赫兹吸收衰减倾斜路径大气传输

低空目标电磁散射特性的全波数值模拟与初步分析

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微波学报 2014年第S2期30卷 37-40页

作者：鲍献丰李瀚宇周海京刘强中国工程物理研究院高性能数值模拟软件中心北京100088 中物院复杂电磁环境重点实验室绵阳621900 北京应用物理与计算数学研究所北京100094

由于环境与低空目标的相互作用,使得目标对入射波的调制效应跟目标在自由空间独立存在时相比存在显著差别。利用仿真计算技术开展低空目标电磁散射特性的研究,充分考虑目标与其下方地海面的相互作用,实现"目标与环境一体化电磁建模",正... 详细信息

由于环境与低空目标的相互作用,使得目标对入射波的调制效应跟目标在自由空间独立存在时相比存在显著差别。利用仿真计算技术开展低空目标电磁散射特性的研究,充分考虑目标与其下方地海面的相互作用,实现"目标与环境一体化电磁建模",正成为计算电磁学研究的热点。本文利用自主研发的三维并行全波电磁场时域求解程序JEMS-FDTD,对平直表面上的半空间复杂目标进行了数值模拟,分析了低空目标在直接入射波与地海面一次反射波共同作用下的时域近场特性以及不同下半空间媒质与不同照射角度对低空目标与环境复合远场散射特性的影响。

关键词：半空间时域有限差分方法近场特性散射特性数值模拟

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基于切片-线扫描的共形网格剖分技术研究

电波科学学报 2014年第1期29卷 47-54页

作者：陈伶璐廖成常雷周海京李瀚宇西南交通大学电磁场与微波技术研究所四川成都610031 北京应用物理与计算数学研究所北京100094

提出了一种满足三维共形网格时域有限差分法求解的电磁目标自动几何建模方法,可实现任意材料目标组合的共形网格建模,具备较强的通用性.该方法以三角面元文件为输入数据,通过对原"切片-线扫描"法的调整,以及对网格相对面积的修正,可快... 详细信息

提出了一种满足三维共形网格时域有限差分法求解的电磁目标自动几何建模方法,可实现任意材料目标组合的共形网格建模,具备较强的通用性.该方法以三角面元文件为输入数据,通过对原"切片-线扫描"法的调整,以及对网格相对面积的修正,可快速确定各网格棱边和面上的等效实体信息,实现模型的高效共形网格重构.将该方法应用于一Vivaldi天线的几何建模,其数值模拟结果与测试结果相吻合,验证了该共形网格自动剖分方法的正确性.

关键词：共形网格三角面元切片-线扫描几何建模

面向超短波接收机射频前端的电磁脉冲效应仿真与效应分级方法

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强激光与粒子束 2021年第12期33卷 111-116页

作者：刘昌李瀚宇鲍献丰周海京中国工程物理研究院高性能数值模拟软件中心北京100088 北京应用物理与计算数学研究所北京100088

针对接收机射频前端在电磁脉冲环境作用下的电磁损伤过程模拟问题,以超短波接收机为具体研究对象,基于超外差式接收机电路功能模型,采用Verilog-a和SPICE网表联合建模方法,建立了射频前端低噪声放大器(LNA)电磁脉冲效应仿真模型(Extende... 详细信息

针对接收机射频前端在电磁脉冲环境作用下的电磁损伤过程模拟问题,以超短波接收机为具体研究对象,基于超外差式接收机电路功能模型,采用Verilog-a和SPICE网表联合建模方法,建立了射频前端低噪声放大器(LNA)电磁脉冲效应仿真模型(Extended LNA Model),并通过S参数仿真和瞬态仿真验证了LNA电磁脉冲效应模型具备正常功能仿真能力;为验证该模型的电磁脉冲损伤模拟能力,以标准电磁脉冲波形作为激励,以偶极子天线作为简化的天线前门耦合通道,在不同强度电磁脉冲作用下,接收机中频电路信号输出表现出了无影响、干扰、损毁的电磁脉冲效应过程,说明了建模方法的有效性;最后以EMP-天线耦合电压峰值作为阈值指标,分析得到了超短波接收机不同电磁脉冲效应等级对应的电压峰值阈值数据。

关键词：电磁脉冲效应射频前端低噪声放大器高空电磁脉冲

腔体内传输线耦合的电磁仿真软件与传输线方程的混合算法

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强激光与粒子束 2015年第10期27卷 68-71页

作者：叶志红廖成张敏周海京李瀚宇西南交通大学电磁所成都610031 北京应用物理与计算数学研究所北京100094

研究了一种有限积分法软件与传输线方程相结合的混合算法,用于解决复杂电磁环境下屏蔽腔体内传输线的电磁耦合问题。利用有限积分法软件实现屏蔽腔体的建模,仿真得到腔体内部空间电磁场分布,并设置电场探针提取出传输线的激励场。利用... 详细信息

研究了一种有限积分法软件与传输线方程相结合的混合算法,用于解决复杂电磁环境下屏蔽腔体内传输线的电磁耦合问题。利用有限积分法软件实现屏蔽腔体的建模,仿真得到腔体内部空间电磁场分布,并设置电场探针提取出传输线的激励场。利用传输线方程建立腔体内传输线的耦合模型,将得到的传输线激励场引入到传输线方程作为等效分布电压和电流源。利用时域有限差分(FDTD)格式对传输线方程进行离散,从而迭代求解出传输线终端负载上的电压和电流响应。通过与文献以及传统数值算法的计算结果进行对比,验证混合算法的正确性。研究表明,该混合算法在模拟电大尺寸腔体内传输线的电磁耦合方面,具有较高的精度和计算效率。

关键词：有限积分法软件时域有限差分法传输线方程激励场电压和电流响应

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太赫兹波大气传输衰减模型

强激光与粒子束 2015年第10期27卷 82-87页

作者：王玉文董志伟周逊罗振飞李瀚宇中国工程物理研究院研究生院北京100088 北京应用物理与计算数学研究所北京100094 中国工程物理研究院太赫兹研究中心四川绵阳621900 中国工程物理研究院激光聚变研究中心四川绵阳621900

基于修正的Van-Vleck Weisskopf线型、辐射传输色散理论和水汽连续体吸收模型,结合HITRAN数据库,建立了太赫兹波大气传输衰减模型——VVWH,形成了对宽频太赫兹波在真实大气中水平传输衰减的数值模拟能力。同时对太赫兹时域光谱技术(THz-... 详细信息

基于修正的Van-Vleck Weisskopf线型、辐射传输色散理论和水汽连续体吸收模型,结合HITRAN数据库,建立了太赫兹波大气传输衰减模型——VVWH,形成了对宽频太赫兹波在真实大气中水平传输衰减的数值模拟能力。同时对太赫兹时域光谱技术(THz-TDS)获取的透射光谱实测数据进行了对比分析。计算结果与实验结果总体变化趋势一致,在吸收谱线处两者吻合良好,但在低频的大气窗口区,实验结果相比计算呈现出更强的传输衰减。考察了相对湿度对太赫兹波大气传输衰减特性的影响变化。

关键词：太赫兹大气传输连续体吸收吸收衰减太赫兹时域光谱技术

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棉织物复合酶前处理工艺

印染 2012年第9期38卷 19-22页

作者：李瀚宇赵平北京中纺化工股份有限公司北京100025

研究棉及棉型机织物的复合酶前处理工艺,并与传统烧碱前处理工艺进行比较。优化的复合酶处理工艺为:复合生物酶5 g/L,冷堆辅助剂ST20 4 g/L,室温堆置2～3 h;优化的氧漂工艺为:复合精练剂FKJL06D 20 g/L,氧漂辅助剂4 g/L,双氧水(100%)8... 详细信息

研究棉及棉型机织物的复合酶前处理工艺,并与传统烧碱前处理工艺进行比较。优化的复合酶处理工艺为:复合生物酶5 g/L,冷堆辅助剂ST20 4 g/L,室温堆置2～3 h;优化的氧漂工艺为:复合精练剂FKJL06D 20 g/L,氧漂辅助剂4 g/L,双氧水(100%)8 g/L,100℃汽蒸40 min。结果表明,采用复合酶前处理工艺可以提高产品品质,且对环境友好。

关键词：前处理酶棉织物

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并行时域有限差分法网格自动剖分技术

西南交通大学学报 2013年第4期48卷 776-782页

作者：陈伶璐周海京李瀚宇傅海军廖成西南交通大学电磁场与微波技术研究所四川成都610031 北京应用物理与计算数学研究所北京100094 北京电子工程总体研究所北京100854

为了构建适合于时域有限差分法求解的离散几何模型,摆脱大量繁杂的手工操作,提出了一种高效的大规模并行时域有限差分法网格自动剖分技术.该并行剖分方法将三角面元计算机辅助设计模型文件作为输入数据,能够自动建立包含多种介质的任意... 详细信息

为了构建适合于时域有限差分法求解的离散几何模型,摆脱大量繁杂的手工操作,提出了一种高效的大规模并行时域有限差分法网格自动剖分技术.该并行剖分方法将三角面元计算机辅助设计模型文件作为输入数据,能够自动建立包含多种介质的任意三维实体网格模型,且其并行执行过程中无需过多的数据交换,并行效率可达99%.基于该离散模型自动生成技术,采用时域有限差分方法,计算了含微带板的简易计算机机箱耦合效应,其计算结果与商用电磁仿真软件的计算结果相吻合,表明该剖分方法的准确性.最后,通过250个处理器核,并行剖分了网格规模约6亿的某真实计算机机箱模型,其并行剖分时间仅为0.2 s,验证了该并行剖分方法的高效性,表明该网格剖分技术能有效地解决大规模并行时域有限差分法的离散几何建模问题.

关键词：时域有限差分法网格剖分并行计算计算机辅助设计