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清华大学学报（自然科学版） 2007年第9期47卷 1521-1525页

作者：宫彦军吴振森戴振宏西安电子科技大学理学院西安710071 烟台大学光电信息科学技术学院烟台264005

为了解决利用时域有限差分(finite difference timedomain,FDTD)方法实现凸体的电磁散射特性数值计算中,普遍遇到的yee元胞建模问题,该文提出了关于凸体的一种新的yee元胞建模方法。其主要思路是利用凸面几何学的理论判断空间任意一点... 详细信息

为了解决利用时域有限差分(finite difference timedomain,FDTD)方法实现凸体的电磁散射特性数值计算中,普遍遇到的yee元胞建模问题,该文提出了关于凸体的一种新的yee元胞建模方法。其主要思路是利用凸面几何学的理论判断空间任意一点和凸体每一个体元之间的位置关系,进而可以判断此点与整个凸体的位置关系,由此建立了凸体的yee元胞建模方法。此种方法称为凸体的凸面几何学yee元胞建模(convex geometry yee cells model building of convexobject,CGYCMBCO)方法。CGYCMBCO方法给出了4个凸体的yee元胞建模的实验结果,实验结果表明CGYCMBCO方法适用于任意凸体,能给出任意凸体的yee元胞。

关键词： yee元胞时域有限差分三角形面元凸体凸面几何学

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瞬变电磁时域有限差分正演模拟

瞬变电磁时域有限差分正演模拟

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作者：刘二萌长安大学

学位级别：硕士

当前,瞬变电磁不仅广泛应用在石油、金属等矿产资源勘查领域,而且还广泛应用在探测采空区、探测基岩等工程领域。相比瞬变电磁实际应用的发展速度,其处理解释的技术却相对落后,一方面是由于本身瞬变电磁的复杂性,另一方面是由于计算机... 详细信息

当前,瞬变电磁不仅广泛应用在石油、金属等矿产资源勘查领域,而且还广泛应用在探测采空区、探测基岩等工程领域。相比瞬变电磁实际应用的发展速度,其处理解释的技术却相对落后,一方面是由于本身瞬变电磁的复杂性,另一方面是由于计算机硬件的落后所致。随着计算硬件的快速发展,使较准确地瞬变电磁场的正演模拟成为可能。而研究瞬变电磁正演模拟对瞬变电磁的资料处理及解释来说至关重要,正演模拟也是为进一步研究瞬变电磁方法反演打下基础。目前,瞬变电磁正演模拟的主要方法有:有限差分法,有限元法,积分方程法等。本文采用时域有限差分法,以二维情况下为例,本文介绍了yee元胞模型[4],一步步推导出了显式的和无条件稳定的电磁场方程差分格式,讨论近似加载源的方式,讨论了地空边界以及地下边界的解决方案,给出比较合适的自适应迭代步长建议。在上述研究基础上,使用C++完成了程序的编写,图形显示主要采用python加matplotlib实现。主要的难点在于地空边界条件的处理上。首先将非均匀网格剖分的地表场值用三次样条插值插成成均匀网格,然后对其作傅里叶正变换,乘以延拓因子后做傅里叶逆变换。过程中所涉三次样条插值及快速傅里叶变换分别采用的是开源的GSL和FFTW3[32,33]。通过均匀半空间解析解与有限差分数值解对比验证了算法的正确性,并完成了电性线源层状介质模型,直立和倾斜的低阻板状体模型,双直立低阻板状体及低阻覆盖层等模型的正演模拟。同时,利用三维有限差分计算了多个模型,正演模拟的结算结果表明,时域有限差分法在TEM中的应用是一种有效地正演方法。

关键词：瞬变电磁时域有限差分 yee元胞非均匀网格剖分

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分析三维各向异性介质散射的FDTD方法

分析三维各向异性介质散射的FDTD方法

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作者：邓威西安电子科技大学

学位级别：硕士

在各向同性介质中介质参数是标量，而各向异性介质中本构参数变为张量，从麦克斯维方程出发应用FDTD方法求解各向异性介质散射问题时离散方程变得复杂。本文根据yee元胞上场分量的节点分布，对各向异性介质中的麦克斯维旋度方程作差分... 详细信息

在各向同性介质中介质参数是标量，而各向异性介质中本构参数变为张量，从麦克斯维方程出发应用FDTD方法求解各向异性介质散射问题时离散方程变得复杂。本文根据yee元胞上场分量的节点分布，对各向异性介质中的麦克斯维旋度方程作差分离散，对于基本的差分方程和介质边界上参数分别应用线性插值和等效介质参数方法处理，实现了算法编程，给出远场散射的计算实例，并与其它方法作了比较。

关键词： FDTD 各向异性 yee元胞等效介质参数

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