用三维并行时域有限差分算法研究光子晶体薄板W3波导传输特性 被引量：7

1

作者 朱志宏 叶卫民 +2 位作者 季家镕 袁晓东 曾淳 《光子学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2006年第6期815-818,共4页

构建了用于高性能并行计算的PC机群环境,将基于此机群环境的三维并行时域有限差分算法用于光子晶体薄板W3波导传输特性研究·性能分析表明:对于大规模问题,机群并行FDTD算法能够获得较理想的加速比·具体计算了W3波导的透射率... 构建了用于高性能并行计算的PC机群环境,将基于此机群环境的三维并行时域有限差分算法用于光子晶体薄板W3波导传输特性研究·性能分析表明:对于大规模问题,机群并行FDTD算法能够获得较理想的加速比·具体计算了W3波导的透射率频谱和光场分布·结果表明:光子晶体薄板W3波导能够实现光的三维约束,其导带中存在着微小禁带(mini-gap)· 展开更多

关键词 光子晶体 时域有限差分 并行计算 消息传递接口 W3波导

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倾斜各向异性地层中多分量电磁波测井响应三维时域有限差分(FDTD)算法 被引量：23

2

作者 杨守文 汪宏年 +1 位作者 陈桂波 姚东华 《地球物理学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2009年第3期833-841,共9页

利用三维时域有限差分技术(FDTD)研究建立倾斜各向异性地层中多分量电磁测井响应的数值模拟算法.首先,利用 Yee 氏交错差分格式和线性内插公式对各向异性介质中时域 Maxwell 方程进行离散化,得到各向异性介质中各个交错节点上电磁场的... 利用三维时域有限差分技术(FDTD)研究建立倾斜各向异性地层中多分量电磁测井响应的数值模拟算法.首先,利用 Yee 氏交错差分格式和线性内插公式对各向异性介质中时域 Maxwell 方程进行离散化,得到各向异性介质中各个交错节点上电磁场的时域递推公式,同时将面积加权平均与旋转矩阵技术相结合确定各个网格节点的等效电导率张量,此外,单轴各向异性吸收边界条什(UPML)被用于降低求解区域外边界反射.在此基础上.利用单频正弦磁偶源计算时域电磁场空间分布以及特殊的双方程算法(2E2U)从数值结果中快速提取电磁场幅度和相位,确定多分量电磁测井仪器的三维响应.最后.通过数值结果证明该算法的有效性,并系统考察不同层厚、地层倾角以及侵入带半径等变化对多分量电磁测井响应的影响. 展开更多

关键词 各向异性地层 3-d时域有限差分 多分量电磁波测井 时频变换

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井中磁源瞬变电磁三维时域有限差分数值模拟 被引量：12

3

作者 孟庆鑫 潘和平 《中南大学学报（自然科学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2013年第2期649-655,共7页

应用时域有限差分法,采用显式差分方程,选取磁偶极子源作为初始条件和不同阶Mur吸收边界条件,对包含低阻异常体的均质全空间中磁偶源产生的瞬态场进行三维数值模拟,模拟计算井中磁源瞬变电磁场传播以及井旁三维低阻异常体的响应情况,简... 应用时域有限差分法,采用显式差分方程,选取磁偶极子源作为初始条件和不同阶Mur吸收边界条件,对包含低阻异常体的均质全空间中磁偶源产生的瞬态场进行三维数值模拟,模拟计算井中磁源瞬变电磁场传播以及井旁三维低阻异常体的响应情况,简要分析特征规律。研究结果表明:时域差分法可在一定条件下保证正演模拟的精度和效果;场源激发条件和异常体情况不同,响应特征差异较大。 展开更多

关键词 井中瞬变电磁 时域有限差分 Mur吸收边界条件 均质全空间 三维导电板状体

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三维复杂腔体的时域有限差分法分析 被引量：1

4

作者 王璟 顾长青 《南京航空航天大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2003年第4期392-394,共3页

在计算三维复杂腔体雷达截面的时域有限差分法中 ,提出了一种简单的计算域设置方法。它由腔壁和腔口面外侧的吸收边界围成 ,与包围目标的常用计算域设置方法相比 ,忽略了腔边缘的绕射作用 ,但具有节省计算机存储空间 ,无需额外抽取外腔... 在计算三维复杂腔体雷达截面的时域有限差分法中 ,提出了一种简单的计算域设置方法。它由腔壁和腔口面外侧的吸收边界围成 ,与包围目标的常用计算域设置方法相比 ,忽略了腔边缘的绕射作用 ,但具有节省计算机存储空间 ,无需额外抽取外腔壁对电磁波的散射。 展开更多

关键词 空腔 吸收边界条件 时域有限差分法 三维复杂腔体 雷达 电磁散射 计算域

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三维时域有限差分法计算金纳米粒子尺寸与SERS活性的关联 被引量：5

5

作者 李丽美 方萍萍 +4 位作者 杨志林 黄文达 吴德印 任斌 田中群 《光谱学与光谱分析》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2009年第5期1222-1226,共5页

通过合成一系列不同粒径(16～160nm)的金纳米粒子,观察到120～135nm的金纳米粒子在632.8nm波长激发下具有最高的SERS活性,这与前人报道的电磁场理论及实验的结果不同。利用三维时域有限差分法对金纳米粒子的SERS活性与其尺寸以及入射光... 通过合成一系列不同粒径(16～160nm)的金纳米粒子,观察到120～135nm的金纳米粒子在632.8nm波长激发下具有最高的SERS活性,这与前人报道的电磁场理论及实验的结果不同。利用三维时域有限差分法对金纳米粒子的SERS活性与其尺寸以及入射光波长的关系进行模拟计算。在632.8nm激发线下,金纳米粒子二聚体体系在粒径为110nm左右具有最佳增强效应,其光电场耦合最强的热点处的增强因子高达109。考虑到体系的平均SERS增强因子通常会比最大值低约2个数量级,计算得到的107的增强因子与实验测量值相符。同时对目前实验上尚难以合成的大尺寸的金纳米粒子进行模拟,结果表明受多极矩和大尺寸效应的影响在粒径220nm时又出现SERS增强另一峰值。在325nm的紫外激发线下,计算得到的增强因子仅为102。 展开更多

关键词 表面增强拉曼散射 金纳米粒子 三维时域有限差分法

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三维随机断裂带的航空时域电磁响应数值模拟 被引量：1

6

作者 关珊珊 殷长春 +2 位作者 嵇艳鞠 黎东升 耿毅男 《地球物理学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2018年第11期4660-4676,共17页

传统的均匀分布异常体模型,不能准确描述地下介质的不规则性变化,采用随机介质进行替代,将使电导率这一物性参数更加接近于实际的电导率分布.本文结合地质结构中断裂带特征,采用Von Kármán函数建立三维随机介质模型,通过讨论H... 传统的均匀分布异常体模型,不能准确描述地下介质的不规则性变化,采用随机介质进行替代,将使电导率这一物性参数更加接近于实际的电导率分布.本文结合地质结构中断裂带特征,采用Von Kármán函数建立三维随机介质模型,通过讨论Hurst指数与自相关长度对三维随机电导率模型建模产生的影响,进行参数优化建立所需的随机介质模型.利用一维傅里叶变换建立三维随机变化的条状断裂带异常体,三维傅里叶变换建立三维随机变化的背景围岩,准确地表征了油气藏断裂带特征.基于时域有限差分方法,实现了磁源激励下的三维随机介质航空时域电磁响应数值模拟.采用均匀半空间模型验证了数值模拟的正确性,分析了随机断裂带与均匀断裂带的电磁响应特征,结果表明随机断裂带可以准确描述地下介质的分布特征,而且与断裂带垂直方向的电磁响应特征清晰地描述了断裂带的倾向、走向与位置,为断裂带结构探测提供了理论依据和技术指导,三维随机断裂带模拟方法同样适用于其它三维随机介质的数值模拟. 展开更多

关键词 三维随机断裂带 自相关长度 HURST指数 傅里叶变换 时域有限差分

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瞬变电磁三维FDTD正演多分辨网格方法 被引量：24

7

作者 孙怀凤 程铭 +6 位作者 吴启龙 米德才 李术才 李貅 李敦仁 李凯 骆俊晖 《地球物理学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2018年第12期5096-5104,共9页

瞬变电磁三维时域有限差分(FDTD)正演的网格剖分受最小网格尺寸、时间步长、边界条件、目标尺寸、模型尺寸等的影响,结构化网格一直存在最小网格尺寸受限于异常目标尺寸的矛盾;尽管非均匀网格能够在保证模型尺寸的前提下尽可能的降低网... 瞬变电磁三维时域有限差分(FDTD)正演的网格剖分受最小网格尺寸、时间步长、边界条件、目标尺寸、模型尺寸等的影响,结构化网格一直存在最小网格尺寸受限于异常目标尺寸的矛盾;尽管非均匀网格能够在保证模型尺寸的前提下尽可能的降低网格数量,但由于Yee网格结构的限制,非均匀网格不能无限制的扩大单一方向的尺寸,这是为了避免边界网格区域出现长宽比过大的畸形网格,影响计算精度甚至导致结果发散.在非均匀网格剖分的基础上,本文提出了瞬变电磁三维FDTD正演的多尺度网格方法,即首先使用较大尺寸的粗网格进行第一次剖分,然后在希望加密的区域进行二次剖分,使计算域中包含粗、细两套网格.尽管细网格包含在粗网格内部,但其具有Yee网格的全部属性,因而可以在网格中设置不同的电性参数模拟不同形状的目标.基于Maxwell方程组推导了细网格内电场和磁场的迭代公式,基于泰勒展开给出了设置粗、细网格后产生的内部边界条件,使电磁场的传播在粗、细网格和时间步进上得到统一.采用均匀半空间中包含三维低阻异常的经典模型和三维接触带复杂模型进行精度验证,发现多分辨网格方法计算结果满足精度要求.使用"L"型异常模型计算采用多分辨网格方法和不采用多分辨网格的传统FDTD方法对比计算效率,发现多分辨网格算法能够显著提高计算效率,并能够保证计算精度. 展开更多

关键词 瞬变电磁 时域有限差分 三维正演 多分辨网格

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三维起伏地形条件下航空瞬变电磁响应特征研究 被引量：17

8

作者 赵越 李貅 +2 位作者 王祎鹏 郭建磊 曾友强 《地球物理学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2017年第1期383-402,共20页

航空瞬变电磁法以其速度快、成本低、通行性好等的优势能够有效的应用于地质地形条件复杂的地区.目前对于航空瞬变电磁法的研究主要基于平坦地形的理想情况,对于地形效应的研究相对较少,然而实际应用中地形不可避免,若忽略地形影响将对... 航空瞬变电磁法以其速度快、成本低、通行性好等的优势能够有效的应用于地质地形条件复杂的地区.目前对于航空瞬变电磁法的研究主要基于平坦地形的理想情况,对于地形效应的研究相对较少,然而实际应用中地形不可避免,若忽略地形影响将对资料解释造成较大的误差,从而制约航空电磁方法的进一步发展.本文基于交错网格的时域有限差分方法对三维起伏地形条件下航空瞬变电磁进行正演模拟,在保证算法准确性的前提下给出大量模型算例.以经典地形模型为例,利用所给方法计算三维正演响应,结果显示起伏对于航空瞬变电磁数据有着显著的影响且影响主要集中在早期.而后,以实际地质资料为基础,构建起伏地形条件下包含多个异常体的三维复杂模型,计算了复杂模型的航空瞬变电磁响应,并给出三维全域视电阻率曲线,从而对地形效应的影响有了更加直观的认知.最后,通过大量模型讨论了地形的尺寸参数、电性参数、飞行轨迹与飞行高度等因素变化对于航空瞬变电磁数据的影响情况,并得出有价值的结论. 展开更多

关键词 航空瞬变电磁 地形效应 三维正演 时域有限差分

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老空水全空间瞬变电磁法探测三维数值模拟研究 被引量：24

9

作者 于景邨 常江浩 +2 位作者 苏本玉 蒋宗霖 周嗣辉 《煤炭科学技术》 CAS 北大核心 2015年第1期95-99,103,共6页

为准确探测掘进工作面前方老空水赋存情况,采用三维时域有限差分法,对老空水的全空间瞬变电磁响应进行了数值模拟。结果表明:当发射回线法线与巷道掘进方向一致时,位于巷道掘进方向的老空水比两侧位置的磁场对时间导数曲线幅值更大,对... 为准确探测掘进工作面前方老空水赋存情况,采用三维时域有限差分法,对老空水的全空间瞬变电磁响应进行了数值模拟。结果表明:当发射回线法线与巷道掘进方向一致时,位于巷道掘进方向的老空水比两侧位置的磁场对时间导数曲线幅值更大,对应视电阻率曲线形态相同、极小值更低、响应时间更早;老空水距离巷道掘进工作面远近和体积大小不同,其磁场对时间导数曲线和对应视电阻率曲线特征与不同位置老空水响应特征相似,但前者视电阻率曲线极小值差异更明显。通过实际应用,其探测结果与后期钻探验证基本吻合,表明井下瞬变电磁法是探查老空水非常有效方法之一。 展开更多

关键词 老空水 矿井瞬变电磁法 三维 数值模拟 时域有限差分

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光学材料亚表面缺陷处强激光电磁场分布的3维模拟 被引量：8

10

作者 李莉 雷雨 +5 位作者 肖邵球 袁晓东 蒋晓东 郑万国 花金荣 祖小涛 《强激光与粒子束》 EI CAS CSCD 北大核心 2009年第6期936-938,共3页

利用时域有限差分法求解麦克斯韦旋度方程,研究了光学材料表面缺陷对入射激光场的调制作用,建立了亚表面缺陷的3维模型。以长方体表面缺陷为例,对缺陷附近的光场分布进行了3维数值计算,给出了电场强度3维分布图和缺陷不同尺寸时的最大... 利用时域有限差分法求解麦克斯韦旋度方程,研究了光学材料表面缺陷对入射激光场的调制作用,建立了亚表面缺陷的3维模型。以长方体表面缺陷为例,对缺陷附近的光场分布进行了3维数值计算,给出了电场强度3维分布图和缺陷不同尺寸时的最大电场强度。研究表明,相对于2维简化情况,3维表面缺陷对强激光电磁场的调制作用更加明显。 展开更多

关键词 激光损伤 亚表面缺陷 电磁场时域有限差分法 光场调制 3维模拟

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IPO-FDTD混合法计算三维复杂腔体的RCS 被引量：16

11

作者 顾长青 王璟 《电波科学学报》 EI CSCD 2003年第4期385-388,共4页

运用IPO-FDTD混合法计算三维复杂腔体的电磁散射特性。该方法用物理光学选代法计算腔体前端的缓交部分,用时域有限差分法计算含有复杂结构的腔体终端。在IPO和FDTD之间场耦合中,通过提取“本底噪声”来提高数值精度。数值结果表明该方... 运用IPO-FDTD混合法计算三维复杂腔体的电磁散射特性。该方法用物理光学选代法计算腔体前端的缓交部分,用时域有限差分法计算含有复杂结构的腔体终端。在IPO和FDTD之间场耦合中,通过提取“本底噪声”来提高数值精度。数值结果表明该方法是准确有效的。 展开更多

关键词 IPO-FDTD混合法 三维复杂腔体 RCS 电磁散射 物理光学迭代法 时域有限差分法 进气道

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基于FDTD的三维全波电磁分析软件及工程应用 被引量：2

12

作者 毛剑波 杨明武 +4 位作者 梁华国 宣晓峰 吴朝阳 刘金现 张猛 《计算机应用与软件》 CSCD 2011年第8期47-49,157,共4页

介绍三维全波电磁分析软件的算法实现和主要功能,软件包含电磁建模和FDTD数值求解两大模块,可用于射频微波等系统的电磁场分析和设计。自动进行满足FDTD算法条件的均匀和非均匀网格划分,生成描述介质、网格、边界条件、激励源设置等所... 介绍三维全波电磁分析软件的算法实现和主要功能,软件包含电磁建模和FDTD数值求解两大模块,可用于射频微波等系统的电磁场分析和设计。自动进行满足FDTD算法条件的均匀和非均匀网格划分,生成描述介质、网格、边界条件、激励源设置等所需的数据文件。通过对目标物体进行平移、旋转、缩放等操作可以进行实时观察与修改,具有较强的电磁建模效率和三维可视化效果,实现了计算区间内电磁场的动态变化演示。通过在实际工程中的应用,以及和商用软件HFSS的对比,验证了软件的功能和应用价值。 展开更多

关键词 时域有限差分法 三维建模 电磁 仿真

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三维FDTD建模软件的开发及应用 被引量：2

13

作者 毛剑波 杨明武 +3 位作者 梁华国 姜万顺 刘金现 张猛 《微波学报》 CSCD 北大核心 2010年第2期39-42,46,共5页

介绍了三维FDTD建模软件的开发,电磁建模和网格生成采用Visual Basic实现。该软件提供给FDTD仿真软件诸如介质、网格、边界条件、激励源设置之类的数据文件;自动生成满足FDTD算法条件的均匀或非均匀网格。采用OpenGL技术,通过对图形的... 介绍了三维FDTD建模软件的开发,电磁建模和网格生成采用Visual Basic实现。该软件提供给FDTD仿真软件诸如介质、网格、边界条件、激励源设置之类的数据文件;自动生成满足FDTD算法条件的均匀或非均匀网格。采用OpenGL技术,通过对图形的旋转、平移、缩放、透视等操作对目标物体进行细致的实时观察与修改,实现了计算区间内电磁场的动态变化演示,具有建模速度快、可视化效果好等优点,保证了FDTD数值求解过程的正确与高效。最后利用该软件对微带拐角等不连续性问题进行了建模和仿真,取得了较好的效果。 展开更多

关键词 时域有限差分法 三维建模 仿真

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基于FDTD的脉冲法计算三维目标宽带RCS频率响应 被引量：2

14

作者 张昆 薛晓春 张伟宁 《现代防御技术》 北大核心 2009年第1期90-93,共4页

探讨了采用基于时域有限差分法(FDTD)的脉冲法来快速获取三维目标宽带RCS频率响应。将入射波设置为高斯脉冲,对目标进行瞬态分析,将得到的电磁场进行傅里叶变换,从而得到目标的频域散射特性,并对比文献证明了程序的有效性。计算了某新... 探讨了采用基于时域有限差分法(FDTD)的脉冲法来快速获取三维目标宽带RCS频率响应。将入射波设置为高斯脉冲,对目标进行瞬态分析,将得到的电磁场进行傅里叶变换,从而得到目标的频域散射特性,并对比文献证明了程序的有效性。计算了某新型飞机的双站RCS分布情况,以及该飞机的鸭冀在不同迎角下的宽带RCS频率响应,并对结果进行了分析。 展开更多

关键词 时域有限差分法(FDTD) 雷达散射截面(RCS) 快速扫频 三维电磁散射

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等离子体涂覆三维目标的改进Z-FDTD方法分析 被引量：1

15

作者 刘建晓 尹志会 《微波学报》 CSCD 北大核心 2012年第2期42-44,52,共4页

提出一种分析色散介质的改进Z-FDTD方法,将其与传统的Z-FDTD方法进行了对比,证明了其高效性与精确性。改进算法省略了中间变量D,直接对电场E进行傅里叶变换。改进后的算法与传统Z变换方法相比,具有公式简洁,编程简单,节约内存及计算时... 提出一种分析色散介质的改进Z-FDTD方法,将其与传统的Z-FDTD方法进行了对比,证明了其高效性与精确性。改进算法省略了中间变量D,直接对电场E进行傅里叶变换。改进后的算法与传统Z变换方法相比,具有公式简洁,编程简单,节约内存及计算时间的优点。应用此方法分析了非均匀等离子体覆盖三维目标的双站雷达散射截面(RCS)。计算结果表明合适的选择等离子体厚度可以在一定范围内减小目标的双站RCS,从而达到隐身效果。而改进算法的应用节约了计算机内存,在数值计算中引入此方法将会进一步降低计算时间提高效率。 展开更多

关键词 Z变换时域有限差分法 三维 非均匀等离子体 双站RCS

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三维柱坐标ADI-FDTD算法及其CPML实现 被引量：1

16

作者 朱大伟 陈海林 +1 位作者 杨洁 陈彬 《微波学报》 CSCD 北大核心 2019年第5期8-12,39,共6页

提出一种三维柱坐标交互隐式方向(ADI)时域有限差分算法(FDTD)及其卷积完全匹配层(CPML)的实现方案。首先,为了简化公式的冗繁和编程的需要,将传统三维柱坐标时域有限差分算法转换成矩阵表达式的形式。其次,以矩阵变换的方式提出三维柱... 提出一种三维柱坐标交互隐式方向(ADI)时域有限差分算法(FDTD)及其卷积完全匹配层(CPML)的实现方案。首先,为了简化公式的冗繁和编程的需要,将传统三维柱坐标时域有限差分算法转换成矩阵表达式的形式。其次,以矩阵变换的方式提出三维柱坐标系下ADI-FDTD算法的矩阵表达式。最后,将匹配层的影响参数以辅助变量的方式添加至该算法中,从而完成本文算法的CPML实现。算例证明本文算法在时域和频域均有较好的效率和精度,并且具有良好的CPML吸收效果,其反射系数可达-63^-70 dB。 展开更多

关键词 三维柱坐标 交互变换 时域有限差分 矩阵表达式 辅助变量 卷积完全匹配层

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基于光子晶体1×3谐振腔滤波器的研究 被引量：1

17

作者 吴立恒 王明红 《红外与毫米波学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2018年第6期761-768,共8页

考虑到滤波器输入波导中入射电磁波和反射电磁波的相位差,通过CMT理论分析了不同设计情况下的工作性能,然后优化设计了光子晶体1×3谐振腔滤波器结构.用FDTD方法研究了滤波器工作特性,改变1×3谐振腔下侧调谐柱位置得到滤波器... 考虑到滤波器输入波导中入射电磁波和反射电磁波的相位差,通过CMT理论分析了不同设计情况下的工作性能,然后优化设计了光子晶体1×3谐振腔滤波器结构.用FDTD方法研究了滤波器工作特性,改变1×3谐振腔下侧调谐柱位置得到滤波器结构的96个不同通带峰值波长平均正规化传输率为89.6%,相邻峰值波长平均间隔为1.25nm、平均传输带宽为1.19nm、谐振腔平均品质因数为1350.2、提取的峰值波长调谐范围在1534.04～1653.16nm.结果表明:该滤波器具有正规化传输率高、带宽窄、波长信号提取强度平稳等特性.其结构在密集型波分解复用(DWDDM)系统设计、光信号传感器件设计、密集型光路集成化设计等领域具有潜在的应用价值. 展开更多

关键词 光子晶体1×3谐振腔 相位差 时域有限差分法 耦合模理论 密集型波分解复用 滤波器

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超强激光照射三维时变等离子体散射新机制 被引量：3

18

作者 高海林 郝东山 《原子与分子物理学报》 CAS CSCD 北大核心 2014年第5期759-763,共5页

应用多光子非线性Compton散射模型和电流密度拉普拉斯变换改进的时域有限差分法,研究了超强激光照射三维时变等离子体的散射特性,提出了Compton散射光是影响等离子体散射的新机制,给出了该等离子体散射截面和频率随时间变化的修正方程,... 应用多光子非线性Compton散射模型和电流密度拉普拉斯变换改进的时域有限差分法,研究了超强激光照射三维时变等离子体的散射特性,提出了Compton散射光是影响等离子体散射的新机制,给出了该等离子体散射截面和频率随时间变化的修正方程,并进行了数值仿真.结果表明:与Compton散射前相比,Compton散射使等离子体散射截面增大,且随频率增大迅速衰减.这是因散射使等离子体中电子从耦合激光场中获得更多能量,从而导致电子被耦合场俘获的缘故;使瞬变等离子体最大频率随时间呈准直线缓慢下降趋势.这是因散射使等离子体中电子辐射阻尼效应增强,从而导致电子能量衰减、频率下降的缘故;使缓变等离子体频率随时间缓慢增大.这是因散射使等离子体中电子辐射阻尼增大效应减弱了频率增大的缘故. 展开更多

关键词 三维时变等离子体 耦合 电流密度 拉普拉斯变换 时域有限差分法 COMPTON散射

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基于共形网格技术的ATEM三维数值模拟

19

作者 嵇艳鞠 任桂莹 +1 位作者 关珊珊 黎东升 《湖南大学学报（自然科学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2020年第2期92-101,共10页

共形网格技术可减小传统有限差分方法带来的阶梯状网格近似误差.将共形网格技术运用到无源麦克斯韦方程组的推导中,采用线性加权平均方法,求得棱边电场的等效电导率,更新了传统时域有限差分方法的电场迭代方程;研究了具有解析式目标体... 共形网格技术可减小传统有限差分方法带来的阶梯状网格近似误差.将共形网格技术运用到无源麦克斯韦方程组的推导中,采用线性加权平均方法,求得棱边电场的等效电导率,更新了传统时域有限差分方法的电场迭代方程;研究了具有解析式目标体的共形参数确定方法,利用投影思想得到共形网格位置坐标,进而求得共形参数.通过与有限元方法计算得出的电磁响应进行比较,验证了本文方法的正确性;共形网格技术在保证计算效率的条件下,与阶梯状网格近似方法相比提高了曲面三维异常体的计算精度;需要共形处理的电场越多,共形网格技术的效果越明显,精度提高越多.该方法为开展地下复杂异常体的航空电磁三维正反演奠定了基础. 展开更多

关键词 航空电磁法 共形网格技术 三维曲面异常体 时域有限差分方法 线性加权平均

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基于gprMax的衬砌脱空三维正演分析 被引量：10

20

作者 武贤龙 包小华 +2 位作者 陈湘生 沈俊 崔宏志 《深圳大学学报（理工版）》 CAS CSCD 北大核心 2023年第2期127-135,共9页

衬砌脱空是一种常见的施工缺陷,会导致结构的劣化,降低隧道的安全性,需要在施工及运营阶段对隧道衬砌进行检测.利用基于时域有限差分法的gprMax软件,建立含脱空的隧道衬砌模型,对三维探地雷达的衬砌检测过程进行正演模拟,获取脱空的三... 衬砌脱空是一种常见的施工缺陷,会导致结构的劣化,降低隧道的安全性,需要在施工及运营阶段对隧道衬砌进行检测.利用基于时域有限差分法的gprMax软件,建立含脱空的隧道衬砌模型,对三维探地雷达的衬砌检测过程进行正演模拟,获取脱空的三维数据体.对脱空的响应特征进行分析,讨论了脱空对电磁波波形及波场分布的影响,结合工程实例验证了正演结果的可靠性.结果表明,脱空区电场强度随测线靠近中心而增强,依据这种变化可实现对脱空三维尺寸的探测;电磁波在脱空内部产生多次反射,引起围岩层中电磁波信号的多次震荡;金属部件会对脱空区信号产生较强的干扰,电场极值从大到小依次为无金属部件、单层钢筋网和双层钢筋网.研究结果对于推动三维探地雷达在隧道衬砌脱空检测中的应用,提高脱空检测的准确性具有参考价值. 展开更多

关键词 隧道工程 三维探地雷达 无损检测 时域有限差分 衬砌脱空 正演模拟 波场分析

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