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基于频域积分方程的高阶矩量法在电磁计算中应用研究

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基于频域积分方程的高阶矩量法在电磁计算中应用研究

作者：祖恩来安徽大学

学位级别：硕士

目前,对于计算电磁学的数值求解方法可分为时域和频域两大类,而基于频域积分方程的矩量法(MOM)是比较成熟的经典电磁数值计算方法之一,它主要的过程将算子方程转化为矩阵方程的形式。本文首先介绍了矩量法基本数学理论,详细介绍了二维... 详细信息

目前,对于计算电磁学的数值求解方法可分为时域和频域两大类,而基于频域积分方程的矩量法(MOM)是比较成熟的经典电磁数值计算方法之一,它主要的过程将算子方程转化为矩阵方程的形式。本文首先介绍了矩量法基本数学理论,详细介绍了二维理想导体散射问题的频域积分方程的推导过程。为了提高矩量法求解积分方程的精度,本文基于Laguerre多项式提出来一种新型高阶矩量法：以3阶的Laguerre多项式作为高阶基函数对未知电流进行展开,并将其应用于二维导体的电磁散射问题的求解。之后将高阶矩量法计算结果与低阶的矩量法对照解析解进行数值比较,结果表明：高阶矩量法在粗网格剖分情况下,仍可以保持较高求解精度,从而有效的说明了此新型高阶矩量法计算的精确性。为了更好的说明该新型的高阶矩量法的优越性,应用于电大导体散射求解,其计算效果更加显著。本文在运用矩量法求解二维电磁散射问题时,对于矩阵方程的求解,本文应用了迭代算法。先后详细介绍了共轭梯度法(CG)、共轭梯度平方法(CGS)、双共轭梯度法(BiCG)、稳定双共轭梯度法(BiCGSTAB)等四种迭代算法原理,并运用这些迭代算法对二维导体散射问题进行分析求解。数值结果表明：这种迭代的算法在求解矩阵方程时,具有收敛速度快,计算结果稳定等优点。

关键词：矩量法频域积分方程 Laguerre多项式高阶矩量法迭代算法

基于高阶矩量法的电大尺寸物体电磁场分析计算

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通信技术 2017年第4期50卷 645-648页

作者：李梦文张志刚海军工程大学电子工程学院湖北武汉430033

主要运用高阶矩量法对电大尺寸物体下的天线电磁场进行分析计算。采用高阶多项式作为基函数,通过合理调整多项式的阶数,可将传统矩量法对模型网格边长的要求放宽到1个波长左右。一般情况只需要约20个基函数,就可以描述一个平方波长目标... 详细信息

主要运用高阶矩量法对电大尺寸物体下的天线电磁场进行分析计算。采用高阶多项式作为基函数,通过合理调整多项式的阶数,可将传统矩量法对模型网格边长的要求放宽到1个波长左右。一般情况只需要约20个基函数,就可以描述一个平方波长目标的电磁流,大大减少了未知量数目,降低了传统矩量法的矩阵规模,从而有效克服了分析电大问题普遍遇到的计算机内存不足的问题,很好地解决了实际工程问题,具有重要的实用意义。

关键词：高阶矩量法电大尺寸高阶基函数内存未知量数目

高阶矩量法结合AWE方法计算复杂平台上天线宽带特性

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高阶矩量法结合AWE方法计算复杂平台上天线宽带特性

2009年全国天线年会

作者：郑楷胡俊聂在平任仪电子科技大学电子工程学院

本文应用高阶矩量法处理了线面结构的天线,并结合AWE方法计算了宽带电磁辐射问题。高阶矩量法与低阶矩量法相比,采用大贴片的双线性单元剖分,几何建模简单,未知量少,采用高阶叠层基函数,电磁建模简单,阻抗填充时间少。该方法可以在几何... 详细信息

本文应用高阶矩量法处理了线面结构的天线,并结合AWE方法计算了宽带电磁辐射问题。高阶矩量法与低阶矩量法相比,采用大贴片的双线性单元剖分,几何建模简单,未知量少,采用高阶叠层基函数,电磁建模简单,阻抗填充时间少。该方法可以在几何剖分尺度不变的情况下,计算不同频率下天线的输入阻抗和隔离度。通过对不同目标的计算,表明了该方法的精确性和高效性。

关键词：高阶矩量法渐近波形估计隔离度

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高阶矩量法的置信度评估

高阶矩量法的置信度评估

2019年全国天线年会

作者：杨若琪梁天赵勋旺张玉林中朝西安电子科技大学陕西省超大规模电磁计算重点实验室

本文选取了进气道、飞机、微带贴片天线等具有代表性的散射与辐射模型进行高阶矩量法的置信度评估。基于相同的计算平台,评估分析本文高阶矩量法与商业软件计算结果误差,同时对比二者计算时间与所需内存。对比结果表明,在计算结果误差小... 详细信息

本文选取了进气道、飞机、微带贴片天线等具有代表性的散射与辐射模型进行高阶矩量法的置信度评估。基于相同的计算平台,评估分析本文高阶矩量法与商业软件计算结果误差,同时对比二者计算时间与所需内存。对比结果表明,在计算结果误差小于1dB的情况下,本文高阶矩量法的计算时间优于商业软件。

关键词：高阶矩量法置信度滑动窗口均方根误差

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高阶矩量法在国产超级计算机上的并行性能

高阶矩量法在国产超级计算机上的并行性能

2014年全国军事微波技术暨太赫兹技术学术会议

作者：林中朝张爽王星张玉赵勋旺西安电子科技大学天线与微波技术重点实验室

矩量法的计算复杂度和内存需求随着电磁目标未知量N的增大呈O(N 2)甚至O(N 3)增长,这使得其在处理未知量很大的复杂电磁问题时,往往需要很长的计算时间,因此算法并行性能的优化显得尤为重要。本文基于国产计算机平台的软硬件环境,针对Bl... 详细信息

矩量法的计算复杂度和内存需求随着电磁目标未知量N的增大呈O(N 2)甚至O(N 3)增长,这使得其在处理未知量很大的复杂电磁问题时,往往需要很长的计算时间,因此算法并行性能的优化显得尤为重要。本文基于国产计算机平台的软硬件环境,针对Block size和Process grid两个参数对矩量法并行性能的影响进行了优化测试,并根据优化测试的结论对高阶矩量法的并行性能进行了测试,测试结果表明该算法在并行规模扩大10倍以上时仍可以获得75%0%的并行效率。此外以飞机散射特性计算为例表明并行高阶矩量法可以在国产计算机平台上有效解决此类散射问题。

关键词：高阶矩量法性能优化并行效率国产计算平台散射特性

基于高阶叠层矩量法分析理想导体缝隙的散射特性

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安徽大学学报（自然科学版） 2009年第6期33卷 44-47页

作者：陈俊奇吴萍安徽大学电子科学与技术学院安徽合肥230039

利用等效原理和Bab inet原理得到无限大理想导体缝隙的磁场积分方程.根据高阶矩量法的基本原理,对缝隙表面进行离散,利用高斯积分求得缝隙的等效磁流和散射特性.文中定义了相对尺寸s(s=h/λ),通过分析,当s不变时,缝隙的等效磁流不变,其R... 详细信息

利用等效原理和Bab inet原理得到无限大理想导体缝隙的磁场积分方程.根据高阶矩量法的基本原理,对缝隙表面进行离散,利用高斯积分求得缝隙的等效磁流和散射特性.文中定义了相对尺寸s(s=h/λ),通过分析,当s不变时,缝隙的等效磁流不变,其RCS(雷达散射截面)也只是改变了振幅,变化的趋势都相同.且当s变大时,缝隙的等效磁流幅值变小,RCS的变化更频繁.

关键词：修正勒让德多项式高阶矩量法缝隙

对称性和积分表法加速高阶矩量法阻抗矩阵填充

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对称性和积分表法加速高阶矩量法阻抗矩阵填充

2007年全国微波毫米波会议

作者：刘子梁梁昌洪谭康伯西安电子科技大学天线与微波国家重点实验室

本文针对高阶矩量法阻抗矩阵填充时间很长的问题,从阻抗矩阵元素本身的性质和积分计算过程入手,提出了应用阻抗矩阵对称性和积分表法两种加快阻抗矩阵填充的手段。前者使计算矩阵元素的数目减少将近一半,后者则避免了大量的重复计算。... 详细信息

本文针对高阶矩量法阻抗矩阵填充时间很长的问题,从阻抗矩阵元素本身的性质和积分计算过程入手,提出了应用阻抗矩阵对称性和积分表法两种加快阻抗矩阵填充的手段。前者使计算矩阵元素的数目减少将近一半,后者则避免了大量的重复计算。这两种方法对于减少计算量,加快阻抗矩阵的填充速度,效果十分显著。

关键词：高阶矩量法对称性积分表法

基于NURBS建模的结合ACA的高阶矩量法

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基于NURBS建模的结合ACA的高阶矩量法

2011年全国微波毫米波会议

作者：李敏陈跃飞金山张弛陈如山南京理工大学通信工程系

将非均匀B样条应用于基于高阶叠层基函数以提高几何建模的精度并结合ACA用于求解电场积分方程（EFIE）,数值计算结果表明当曲面曲率较高时,与传统建模方式相比,NURBS建模技术使得高阶基函数的灵活性更强,并结合ACA可以加速矩阵填充时间... 详细信息

将非均匀B样条应用于基于高阶叠层基函数以提高几何建模的精度并结合ACA用于求解电场积分方程（EFIE）,数值计算结果表明当曲面曲率较高时,与传统建模方式相比,NURBS建模技术使得高阶基函数的灵活性更强,并结合ACA可以加速矩阵填充时间,并节省了计算机内存。最后,讨论和比较了不同基函数阶数下的计算时间和内存需求。

关键词：叠层高阶基函数高阶矩量法将非均匀B样 ACA

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并行高阶矩量法的性能优化与应用

并行高阶矩量法的性能优化与应用

2013年全国微波毫米波会议

作者：吕兆峰张玉赵勋旺西安电子科技大学电子工程学院

目前电大尺寸的精确电磁特性分析由于其计算量大,耗时长,从而使计算方法的优化变得更加重要。本文研究MPI结合高阶矩量法的并行技术,测试了block size和process grid对并行高阶矩量法的性能的影响,并通过最优方案作为导向,完成大型电磁... 详细信息

目前电大尺寸的精确电磁特性分析由于其计算量大,耗时长,从而使计算方法的优化变得更加重要。本文研究MPI结合高阶矩量法的并行技术,测试了block size和process grid对并行高阶矩量法的性能的影响,并通过最优方案作为导向,完成大型电磁计算。

关键词：电大尺寸高阶矩量法并行