导读:本文包含了表面阻抗边界条件论文开题报告文献综述、选题提纲参考文献及外文文献翻译，主要关键词:阻抗,边界,时域,表面,条件,差分,方法。
表面阻抗边界条件论文文献综述
毛云龙[1]（2018）在《基于表面阻抗的时域有限差分方法边界条件研究》一文中研究指出时域有限差分(Finite Difference Time Domain,FDTD)方法是一种高效的计算电磁学方法,具有简单、直观的特点,被广泛应用于解决宽频带、复杂结构以及复杂电磁环境等电磁问题。在FDTD方法中应用合适的边界条件可以有效提高计算效率。FDTD方法的边界条件主要分为两大类:不同媒质间的边界条件和截断计算区域的边界条件,不同媒质间的边界主要是表面阻抗边界条件(Surface Impedance Boundary Condition,SIBC),截断计算区域的边界主要是各种吸收边界条件。研究发现,SIBC存在多区域划分预处理导致计算复杂的问题,而各种吸收边界存在内存占用大,计算复杂的问题。针对上述问题,本文对边界条件进行了深入研究,提出了一种高效的用于不同媒质的边界条件和两种高效的吸收边界条件。主要工作及创新点概括如下:(1)针对SIBC多区域划分预处理导致计算复杂的问题,提出了后置理想电导体(Perfect Electric Conductor,PEC)的表面阻抗边界条件(PEC-SIBC),将不同媒质交界面上的电场分量用磁场分量描述,再作为等效磁流源引入到FDTD更新方程中,利用PEC替换介质,保证了场的连续性,实现了PEC-SIBC和FDTD的更新方程统一。通过多个仿真实验验证了PEC-SIBC的有效性,分析了实现复杂度。研究表明,与SIBC相比,PECSIBC的计算精度更高,并且不需要多区域划分的预处理,提高了FDTD的计算效率,实现更加简单、方便,应用范围更广。(2)针对吸收边界条件内存占用多、计算复杂的问题,提出了表面阻抗吸收边界条件(Surface Impedance Absorbing Boundary Condition,SIABC),实现了自由空间的外延。理论推导了SIABC的更新方程,得到了和FDTD更新方程具有相同形式的数学表达式,因此不需要引入新的方程,仅通过修改截断边界上场的更新方程系数就能引入SIABC,具有计算简单、实现方便的特点。通过四个叁维仿真实验比较了SIABC和卷积完美匹配层(CPML)吸收边界条件的吸波特性,分析比较了不同吸收边界对内存的占用。结果表明,SIABC与CPML具有相比拟的吸波特性,但SIABC作为吸收边界消耗内存更少,计算效率更高。(3)针对大区域仿真计算使用内存多的问题,提出了非均匀网格表面阻抗吸收边界条件(Non-uniform SIABC),利用渐变网格技术增大了SIABC与散射体之间空气层的网格尺寸,减少了空气层占用的网格数。理论推导了Non-uniform SIABC的更新方程,给出了稳定性条件;对非均匀网格的非物理性反射现象的理论分析解释了导致数值色散增大的原因。通过叁个叁维仿真实验,比较了Non-uniform SIABC、SIABC以及CPML的吸波特性,分析了它们对内存的占用。研究表明,非均匀网格技术虽然稍微影响了Nonuniform SIABC的吸波特性,但同时也减少了网格总数,缩短了仿真时间,提高了计算效率。以Non-uniform SIABC作为吸收边界需要综合精度和效率,谨慎地进行非均匀网格划分。(本文来源于《哈尔滨工程大学》期刊2018-04-01）
范亚男[2]（2018）在《表面阻抗边界条件在时域有限差分算法中的实现》一文中研究指出计算电磁学中的时域有限差分(FDTD)方法可以计算任意时刻和空间位置的电磁场分量,为复杂目标的电磁分析提供了有效的解决方法。但是,当我们利用传统的FDTD方法分析薄涂层涂覆目标的电磁特性时,需要对薄涂层进行细密的网格剖分,从而导致计算时间和占用内存都急剧增加。因此,引入表面阻抗边界条件(SIBC)是非常必要的,我们用涂层表面的切向场分量来模拟其内部的场分布,这样可以避免对薄涂层的细网格划分,只需在其外部进行传统的粗网格剖分即可,这将大大节省计算时间并减少占用内存。首先,本文基于一阶表面阻抗边界条件,以损耗媒质半空间的电磁问题为切入点研究了平面导体结构和一般光滑曲面导体结构的共形表面阻抗模型,并将其应用于电磁散射的计算。随后,本文研究了平面波垂直入射及斜入射有耗介质薄涂层涂覆导体目标的SIBC-FDTD方法,对表面阻抗公式中的正切函数进行简单的有理近似,利用拉式变换对表面阻抗进行频域到时域的转换,详细推导了其实现过程,并数值验证了该方法的正确性,与传统FDTD方法相比,有效提髙了计算效率。然后,以Lorentz色散模型为例,研究了平面波垂直入射色散媒质涂覆导体目标的SIBC-FDTD方法,对正切函数进行连续有理近似,利用分段线性递归卷积(PLRC)方法迭代计算卷积积分,然后离散化,推导出叁维情况下的SIBC-FDTD迭代公式,数值计算了反射系数的大小和相位,并进行了误差分析。最后,通过计算色散媒质薄层涂覆二维金属方柱的雷达散射截面(Radar Cross Section,RCS)验证算法的有效性。综上所述,本文论述的SIBC-FDTD方法,有效解决了采用传统FDTD方法处理复杂介质薄涂层时,由于网格剖分过细所导致的计算时间和占用内存急剧增加的问题,为分析复杂目标的电磁问题提供了有效的解决方法。(本文来源于《东南大学》期刊2018-04-01）
施丽娟[3]（2014）在《基于并置节点表面阻抗边界条件的改进FDTD方法研究》一文中研究指出时域有限差分(FDTD)方法作为一种被广泛应用的数值计算方法,由于能够获得任意时刻电磁场分量在空间各个位置处的数值,而且对目标几何形状、本构参数和激励源等没有特定地限制,因而可以有效分析各种复杂介质目标的电磁波传播及散射等问题。当我们利用常规FDTD方法分析薄涂层覆盖大尺寸目标的电磁问题时,不仅目标复杂的形体结构会增加计算的难度,而且薄涂层的厚度也会对数值计算产生明显的限制作用。表面阻抗边界条件(SIBC)的引入使我们可以将目标直接从计算区域中移除,从而避开研究其内部复杂的电磁问题,只需要在材料体外部进行常规的粗网格剖分,很大程度上节省了内存需求和计算时间。本文基于并置节点一阶表面阻抗边界条件,分别对有耗介质和非磁化等离子体薄涂层涂覆导体目标的时域有限差分模型展开系统深入地研究；同时对叁维多粒子等离子体的电磁散射特性以及对截断叁维各向异性介质的近似完全匹配层(NPML)吸收边界条件进行了相关研究。所开展的工作及取得的创新性结果如下：提出了一维情况下垂直极化(TE)和平行极化(TM)电磁波斜入射有耗介质薄层涂覆导体目标的并置节点SIBCs-FDTD方法。通过利用并置节点原理,有效实现了涂覆导体界面上的切向电场分量和切向磁场分量在相同节点处的并置排列结构。数值结果表明该方法与常规的利用界面外半个网格距离处和半个时间步之差的磁场分量近似等于界面上的切向磁场分量的SIBCs-FDTD方法相比,有效提高了的稳定性和计算精度。将并置节点SIBCs-FDTD方法推广应用于非磁化等离子体涂覆叁维金属立方体的模型。通过对表面阻抗公式中的正切函数进行连续有理近似,并运用拉普拉斯逆变换,将表面阻抗在频域中的表达式变换到时域；利用分段线性递归卷积(PLRC)方法有效解决了公式中的卷积,然后将时域表达式进行差分离散,推导出相应的叁维并置节点SIBCs-FDTD迭代公式。数值验证了一维情况下非磁化等离子体涂覆导体目标对斜入射平行极化和垂直极化电磁波的反射,对反射系数的大小和相位进行了误差分析,并验证了该算法的收敛性。最后数值模拟了非磁化等离子体涂覆金属立方体的后向雷达散射截面(RCS)。该算法有效解决了常规FDTD方法在处理等离子体这种复杂介质薄涂层时因网格剖分过细而导致计算所需内存和时间急剧增大的问题。运用电流密度拉普拉斯变换时域有限差分(CDLT-FDTD)方法研究了叁维多粒子等离子体的电磁散射特性。在验证算法正确性的基础之上,初步分析了等离子体中电子、正离子、负离子叁种粒子对等离子体球后向RCS的影响。基于近似完全匹配层(NPML)原理,提出了一种截断叁维各向异性介质的时域有限差分(FDTD)吸收边界条件(ABC)。通过运用NPML理论中复坐标拉伸方法,并结合空间插值方法推导出具体的吸收边界条件公式。相关公式由于具有易于在FDTD方法中实现的优点,并且由于不需要引入额外的中间变量,运用NPML吸收边界条件能够较大程度降低编程的复杂度。利用该吸收边界计算了电偶极子的辐射场以及对应的反射系数,并通过与参考解对比验证了算法的正确性。同时数值模拟了时谐场的相位分布,计算结果进一步表明NPML吸收边界可以有效地吸收各向异性介质中的电磁波。综上所述,本文提出的改进FDTD方法,为复杂目标的电磁问题提供了有力的解决途径,同时也使得FDTD方法本身更加成熟和完善。(本文来源于《江苏大学》期刊2014-11-01）
杨利霞,马辉,施卫东,施丽娟,于萍萍[4]（2013）在《基于表面阻抗边界条件的等离子体薄涂层电磁散射的时域有限差分分析》一文中研究指出基于表面阻抗边界条件时域有限差分(FDTD)方法研究了一维斜入射情况下非磁化等离子体薄涂层涂敷金属材料的电磁散射特性,该方法忽略对薄层背景材料进行网格剖分,大大减少了计算量.首先推导了理想导体涂敷等离子体薄涂层的表面阻抗频域表达式,然后代入边界条件并变换到时域,再用分段线性递推卷积方法将时域表达式离散得到FDTD迭代式.编程计算了垂直及斜入射情形下的平行极化和垂直极化反射系数,通过验证算例与解析解对比,结果表明该方法的准确性和有效性.最后利用该方法分析了不同入射角对反射系数的影响.(本文来源于《物理学报》期刊2013年03期）
胡森森,胡林林[5]（2006）在《表面阻抗边界条件在时域有限差分方法中的实现》一文中研究指出研究了表面阻抗边界条件(SIBC)在时域有限差分法(FDTD)中实现的方法。用 FDTD 法计算电磁波在有耗媒质中的传播问题时,引入 SIBC 后只需要计算有耗媒质或导电结构的外部场,而不需要模拟结构内部场分布,大大节省了计算量和存储空间。用 FDTD 与 SIBC 相结合的方法对良导体反射面上的单极子天线的输入阻抗进行了模拟计算,结果表明了该方法的有效性。(本文来源于《长江大学学报(自科版)理工卷》期刊2006年03期）
胡森森,胡林林[6]（2006）在《表面阻抗边界条件在时域有限差分方法中的实现》一文中研究指出研究了表面阻抗边界条件(SIBC)在时域有限差分法(FDTD)中实现的方法。用FDTD法计算电磁波在有耗媒质中的传播问题时,引入SIBC后只需要计算有耗媒质或导电结构的外部场,而不需要模拟结构内部场分布,大大节省了计算量和存储空间。用FDTD与SIBC相结合的方法对良导体反射面上的单极子天线的输入阻抗进行了模拟计算,结果表明了该方法的有效性。(本文来源于《长江大学学报(自科版)》期刊2006年07期）
吴良超,汪茂光[7]（1995）在《柱坐标系中阻抗劈表面的精确阻抗边界条件》一文中研究指出本文首先给出一般阻抗面上的精确阻抗边界条件，然后把它应用到阻抗劈劈面上，结合麦克斯韦方程，考虑平面波相对阻抗劈边缘垂直入射和斜入射两种情况，导出了柱坐标系中阻抗劈表面以一阶偏微分方程形式表达的精确阻抗边界条件．(本文来源于《电子学报》期刊1995年03期）
表面阻抗边界条件论文开题报告
（1）论文研究背景及目的
此处内容要求：
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景，再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题，并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例：
计算电磁学中的时域有限差分(FDTD)方法可以计算任意时刻和空间位置的电磁场分量,为复杂目标的电磁分析提供了有效的解决方法。但是,当我们利用传统的FDTD方法分析薄涂层涂覆目标的电磁特性时,需要对薄涂层进行细密的网格剖分,从而导致计算时间和占用内存都急剧增加。因此,引入表面阻抗边界条件(SIBC)是非常必要的,我们用涂层表面的切向场分量来模拟其内部的场分布,这样可以避免对薄涂层的细网格划分,只需在其外部进行传统的粗网格剖分即可,这将大大节省计算时间并减少占用内存。首先,本文基于一阶表面阻抗边界条件,以损耗媒质半空间的电磁问题为切入点研究了平面导体结构和一般光滑曲面导体结构的共形表面阻抗模型,并将其应用于电磁散射的计算。随后,本文研究了平面波垂直入射及斜入射有耗介质薄涂层涂覆导体目标的SIBC-FDTD方法,对表面阻抗公式中的正切函数进行简单的有理近似,利用拉式变换对表面阻抗进行频域到时域的转换,详细推导了其实现过程,并数值验证了该方法的正确性,与传统FDTD方法相比,有效提髙了计算效率。然后,以Lorentz色散模型为例,研究了平面波垂直入射色散媒质涂覆导体目标的SIBC-FDTD方法,对正切函数进行连续有理近似,利用分段线性递归卷积(PLRC)方法迭代计算卷积积分,然后离散化,推导出叁维情况下的SIBC-FDTD迭代公式,数值计算了反射系数的大小和相位,并进行了误差分析。最后,通过计算色散媒质薄层涂覆二维金属方柱的雷达散射截面(Radar Cross Section,RCS)验证算法的有效性。综上所述,本文论述的SIBC-FDTD方法,有效解决了采用传统FDTD方法处理复杂介质薄涂层时,由于网格剖分过细所导致的计算时间和占用内存急剧增加的问题,为分析复杂目标的电磁问题提供了有效的解决方法。
（2）本文研究方法
调查法：该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法：用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法：通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法：通过调查文献来获得资料，从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法：依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法：对研究对象进行“质”的方面的研究，这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法：通过具体的数字，使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法：运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法：这是社会科学用来分析社会现象的一种方法，从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法：通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
表面阻抗边界条件论文参考文献
[1].毛云龙.基于表面阻抗的时域有限差分方法边界条件研究[D].哈尔滨工程大学.2018
[2].范亚男.表面阻抗边界条件在时域有限差分算法中的实现[D].东南大学.2018
[3].施丽娟.基于并置节点表面阻抗边界条件的改进FDTD方法研究[D].江苏大学.2014
[4].杨利霞,马辉,施卫东,施丽娟,于萍萍.基于表面阻抗边界条件的等离子体薄涂层电磁散射的时域有限差分分析[J].物理学报.2013
[5].胡森森,胡林林.表面阻抗边界条件在时域有限差分方法中的实现[J].长江大学学报(自科版)理工卷.2006
[6].胡森森,胡林林.表面阻抗边界条件在时域有限差分方法中的实现[J].长江大学学报(自科版).2006
[7].吴良超,汪茂光.柱坐标系中阻抗劈表面的精确阻抗边界条件[J].电子学报.1995
论文知识图
