三维有限差分光束传输法在AWG中的应用

1

作者 吴薇 刘辛 陈婷 《光通信研究》 北大核心 2008年第1期57-58,64,共3页

文章以亥姆赫兹方程为基础,推导了三维有限差分光束传输法(FD-BPM),并在阵列波导光栅模拟计算中采用该方法对光场在阵列波导中的传输过程进行了计算和模拟。结果表明,采用三维FD-BPM可提高计算精度。另外由于三维FD-BPM对纵向步长不敏感... 文章以亥姆赫兹方程为基础,推导了三维有限差分光束传输法(FD-BPM),并在阵列波导光栅模拟计算中采用该方法对光场在阵列波导中的传输过程进行了计算和模拟。结果表明,采用三维FD-BPM可提高计算精度。另外由于三维FD-BPM对纵向步长不敏感,可通过加大步长来减少计算时间,在提高精度的同时,不影响计算时间。 展开更多

关键词 三维有限差分光束传输法 亥姆赫兹方程 阵列波导光栅

在线阅读 下载PDF 职称材料

用有限差分光束传输法分析过渡波导损耗 被引量：4

2

作者 李志宏 何对燕 贺磊 《红外与激光工程》 EI CSCD 北大核心 2004年第1期93-96,共4页

为了减小弯曲过渡波导和斜坡过渡波导的功耗,设计研究了几种过渡波导形状函数,并用有限差分光束传输法进行了模拟分析,发现过渡波导形状的选取与坡度和曲折角存在一定的条件关系,经总结给出了该条件关系表达式;并且,在分析计算不同形状... 为了减小弯曲过渡波导和斜坡过渡波导的功耗,设计研究了几种过渡波导形状函数,并用有限差分光束传输法进行了模拟分析,发现过渡波导形状的选取与坡度和曲折角存在一定的条件关系,经总结给出了该条件关系表达式;并且,在分析计算不同形状过渡波导损耗的过程中,凸现出了有限差分光束传播法在光波导器件及其单元器件模拟分析中的直观性与方便性。 展开更多

关键词 有限差分光束传输法 光波导器件 集成光波导 过渡波导 损耗 光纤通信

在线阅读 下载PDF 职称材料

三维标量有限差分波束传输法确定多模波导模场 被引量：5

3

作者 严朝军 《三峡大学学报（自然科学版）》 CAS 2006年第1期87-89,共3页

标量三维交替方向隐式FD-BPM是分析波导器件的有效方法,利用这种方法分析多模波导器件的模传播常数及模场分布.以Ti:LiNbO3多模波导作为算例,给出此方法的公式体系以及计算结果.

关键词 交替方向 有限差分波束传输法 多模 导模

在线阅读 下载PDF 职称材料

半矢量有限差分波束传输法求解多模波导模场 被引量：1

4

作者 严朝军 李海军 +1 位作者 彭文标 万均力 《三峡大学学报（自然科学版）》 CAS 2008年第2期70-72,105,共4页

三维波导的模场具有偏振特性(TE或TM模),针对三维脊型光波导模场的偏振相关性,对于不同偏振方向的模场构造满足不同边界连续性条件的差分格式,结合交替方向隐式FD-BPM来处理三维波导问题,分析了多模脊型光波导的模场,得到各阶导模的模... 三维波导的模场具有偏振特性(TE或TM模),针对三维脊型光波导模场的偏振相关性,对于不同偏振方向的模场构造满足不同边界连续性条件的差分格式,结合交替方向隐式FD-BPM来处理三维波导问题,分析了多模脊型光波导的模场,得到各阶导模的模传播常数和模场分布.利用该方法得到的模场可以基于同一套空间差分网格而直接用于波导器件的FD-BPM功能模拟,避免为了分析波导模场而去寻求另外的方法. 展开更多

关键词 集成光学 多模波导 偏振 有限差分 波束传输法 脊波导

在线阅读 下载PDF 职称材料

有限元光束传输法分析锥形线性波导

5

作者 李志宏 何对燕 +1 位作者 周辉 贺磊 《光通信研究》 北大核心 2004年第5期68-70,共3页

文章介绍了有限元光束传输法(FE BPM)和完美匹配层法的结合,并用该法分析了不同折射率比和仰角的锥形线性波导,说明了这种方法的有效性和实用性.

关键词 光束传输法 有限元法 完美匹配层 广角光束传播 光波导分析 锥形线性波导

在线阅读 下载PDF 职称材料

模转换问题的二维标量有限差分波束传输法 被引量：2

6

作者 严朝军 《陕西工学院学报》 2005年第2期6-7,10,共3页

为了使用标量有限差分波束传输法求解耦合的波动方程,使用两套网格分别代表两种耦合场变量(TE模或TM模),建立无条件稳定的隐式差分方程组,精确求得完全模转换的转换长度,针对二维LiNbO3TETM转换器给出算例。

关键词 有限差分 波束传输法 模转换

在线阅读 下载PDF 职称材料

基于有限差分光束传播法的过渡波导功耗分析 被引量：3

7

作者 潘卫清 何对燕 +1 位作者 李志宏 董勤 《光通信研究》 北大核心 2003年第6期62-65,共4页

为了在既定尺寸下减小斜坡波导和弯曲波导的功耗,设计了4种过渡波导形状函数,用有限差分光束传播法(FD BPM)进行了模拟分析,发现过渡波导形状的选取与坡度和曲折角存在条件关系,并给出了条件表达式和详细说明.

关键词 有限差分光束传播法 过渡波导 集成光学 曲折角 坡度

在线阅读 下载PDF 职称材料

三维正交各向异性介质三分量高精度有限差分正演模拟 被引量：18

8

作者 张文生 宋海斌 《石油地球物理勘探》 EI CSCD 北大核心 2001年第4期422-432,共11页

三维各向异性正演模拟是研究各向异性介质中波场传播规律的重要方法。本文就三维正交各向异性介质给出了一种快速精确的有限差分正演方法。该方法采用了４阶精度的空间差分格式和２阶精度的时间差分格式，这既要提高了精度，也不增加过... 三维各向异性正演模拟是研究各向异性介质中波场传播规律的重要方法。本文就三维正交各向异性介质给出了一种快速精确的有限差分正演方法。该方法采用了４阶精度的空间差分格式和２阶精度的时间差分格式，这既要提高了精度，也不增加过多计算量；另外还结合通量校正法来克服数值频散，使计算能以较大的网络步长进行，在减少了计算量的同时，还提高了精度。对边界反射，文中提出了一种简单实用的三维各向异性吸收边界条件，易于编程，且吸收效果明显；对数值计算的稳定性问题也作了一般讨论。数值算例验证了本文方法的正确性和有效性，并表明它具有精度高和边界吸收明显的优点。该方法不但可以用来合成三维各向异性介质的共炮点记录、ＶＳＰ三分量记录及零偏移距地震记录，而且还适用于其他各种类型的波场正演。 展开更多

关键词 地震勘探 三维正演模拟 正交各向异性 有限差分法 通量校正法 三分量记录 零偏移距

在线阅读 下载PDF 职称材料

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

在线阅读 下载PDF 职称材料

预应力管桩反射波法的三维波场分析 被引量：2

10

作者 陶俊 刘东甲 +2 位作者 柯宅邦 卢志堂 刘华瑄 《合肥工业大学学报（自然科学版）》 CAS CSCD 北大核心 2015年第2期226-231,共6页

文章建立了管桩的三维动力学模型,运用柱坐标下的弹性波动方程求解自由管桩的动力响应;利用交错网格有限差分法编制相应程序,通过数值计算得到桩身各点在不同时刻的振动速度;探讨了完整桩在竖向激振力作用下的瞬态动力响应,绘制管桩低... 文章建立了管桩的三维动力学模型,运用柱坐标下的弹性波动方程求解自由管桩的动力响应;利用交错网格有限差分法编制相应程序,通过数值计算得到桩身各点在不同时刻的振动速度;探讨了完整桩在竖向激振力作用下的瞬态动力响应,绘制管桩低应变动测的三维波场图;研究管桩的三维干扰效应,阐明了应力波在管桩中的传播理论,直观地显示管桩中除纵波外还存在横波和面波。模型桩实验实测曲线上的信号均能与数值模拟所得波场图一一对应,说明了数值模拟的正确性。文中还比较了不同纵向线上各点的干扰情况,直观地验证了90°为较理想的传感器安装点。 展开更多

关键词 管桩 反射波法 有限差分法 三维波场

在线阅读 下载PDF 职称材料

多模光纤光栅中新型的光波传输分析法 被引量：1

11

作者 王云明 戴劲草 +1 位作者 张明德 孙小菡 《应用科学学报》 CAS CSCD 2004年第1期25-29,共5页

提出一种新型的分析多模光纤光栅的准三维时域有限差分束传播法(Q-3D-FDTD-BPM).在圆柱坐标系下将场在角向分量的解析式分离出来,使三维方程变为若干个二维方程求解,从而简化了三维离散化方程.同时使用综合道格拉斯(GD)法和交替隐向迭代... 提出一种新型的分析多模光纤光栅的准三维时域有限差分束传播法(Q-3D-FDTD-BPM).在圆柱坐标系下将场在角向分量的解析式分离出来,使三维方程变为若干个二维方程求解,从而简化了三维离散化方程.同时使用综合道格拉斯(GD)法和交替隐向迭代法(ADIM),获得比中心差分算子高两个数量级的空间离散精度.然后根据场强加权转换方案,加权综合各子方程解,从而得到多模光纤中三维场解.基于这种方法,模拟多模光纤光栅中场分布,得到与实验结果多模式特性基本一致的光栅传输光谱图. 展开更多

关键词 多模光纤光栅 光波传输 时域有限差分束传播法 综合道格拉斯法 交替隐向迭代法

在线阅读 下载PDF 职称材料

分析多层介质多导体传输线的区域分解法 被引量：4

12

作者 朱汉清 洪伟 吴正德 《微波学报》 CSCD 北大核心 2002年第3期28-32,38,共6页

本文利用区域分解法 ,将直线法和有限差分法结合起来 ,用于计算多层介质中具有任意截面形状多导体传输线的电容和电感矩阵。通过在纯介质区域使用直线法 ,导体所在区域使用有限差分法分别进行求解 ,充分发挥两种方法各自的优越性。直线... 本文利用区域分解法 ,将直线法和有限差分法结合起来 ,用于计算多层介质中具有任意截面形状多导体传输线的电容和电感矩阵。通过在纯介质区域使用直线法 ,导体所在区域使用有限差分法分别进行求解 ,充分发挥两种方法各自的优越性。直线法中快速傅里叶变换的引入进一步提高了算法的计算效率。数值结果表明 :该方法是有效的 ,且计算时间与介质层的厚度无关。文中还研究了介质层分界面的不平整性对传输线电磁参数的影响。 展开更多

关键词 多层介质多导体传输线 参数提取 区域分解法 直线法 有限差分法

在线阅读 下载PDF 职称材料

三维井地电阻率法正演数值模拟研究 被引量：1

13

作者 张刚 贾正元 李晓斌 《中国矿业》 北大核心 2012年第S1期618-622,共5页

井地电阻率法主要是在井中供电地表测量电位值,并通过地表测量到的电位值计算得到地表视电阻率值反演地下异常体的各种性质(电阻率在地下的分布)。而正演是反演的基础,视电阻率三维正演的主要难点是用计算机编程实现三维数值模拟,其次... 井地电阻率法主要是在井中供电地表测量电位值,并通过地表测量到的电位值计算得到地表视电阻率值反演地下异常体的各种性质(电阻率在地下的分布)。而正演是反演的基础,视电阻率三维正演的主要难点是用计算机编程实现三维数值模拟,其次是迭代算法的合理选择。本文主要研究以下几个方面:①从电法最基本的理论出发导出有限差分理论公式,通过计算机编程实现其算法,并通过大量理论模型计算理论值(解析解)对比数值解来验证算法的正确性;②使用不同迭代算法(高斯赛德尔迭代、超(低)松弛)比较迭代次数和计算时间。 展开更多

关键词 井地电阻率法 三维数值模拟 有限差分法 高斯赛德尔迭代 超(低)松弛

在线阅读 下载PDF 职称材料

脊型光波导偏振模场有限差分分析 被引量：4

14

作者 严朝军 彭文标 万均力 《陕西理工学院学报（自然科学版）》 2007年第4期13-16,共4页

针对三维脊型光波导模场的偏振相关性,对于不同偏振方向的模场构造满足不同边界连续性条件的差分格式,结合交替方向隐式FD-BPM来处理三维波导问题。得到各阶导模的模传播常数和模场分布。

关键词 光波导 偏振 有限差分 波束传输法 脊波导

在线阅读 下载PDF 职称材料

基于光度立体视觉法的织物三维表面形态研究 被引量：4

15

作者 杨晓波 《西北纺织工学院学报》 2001年第1期20-25,共6页

提出了一种基于光度立体视觉方法对织物进行三维表面重建 .结合有限差分法 ,获取织物的三维轮廓数据 .

关键词 光度立体视觉法 有限差分 三维表面重建 织物性能

在线阅读 下载PDF 职称材料

三维快速高精度地震波正演数值模拟方法及其应用 被引量：4

16

作者 陈可洋 《天然气勘探与开发》 2011年第3期12-15,86,共4页

如何有效提高三维地震波正演数值模拟精度和计算效率一直是勘探地球物理学研究的重要问题。为了克服常规中心有限差分法较难快速提高差分精度的缺陷和一阶双曲型波动方程内存占用多、计算量大、引入变量较多的困难,采用高阶交错网格有... 如何有效提高三维地震波正演数值模拟精度和计算效率一直是勘探地球物理学研究的重要问题。为了克服常规中心有限差分法较难快速提高差分精度的缺陷和一阶双曲型波动方程内存占用多、计算量大、引入变量较多的困难,采用高阶交错网格有限差分法直接求解三维地震波动方程,推导的高阶差分格式计算形式简单,可以推广于求解任意偶数阶时空导数,同时给出其稳定性条件。在人工边界处,对比了镶边法和常规旁轴近似法两种吸收边界条件。从三维似French模型的正演结果看出,采用的高阶交错网格差分算法在快速有效地提高数值模拟精度的同时,大大提高了计算效率,同时结合镶边法吸收边界条件还可有效压制边界反射,提高整个计算域内波场的信噪比。 展开更多

关键词 三维地震波动方程 高阶交错网格有限差分法 正演数值模拟 镶边法吸收边界

在线阅读 下载PDF 职称材料

三维渗流数值法在矿井涌水量预测的应用

17

作者 张涛 魏久传 秦萌 《山东煤炭科技》 2015年第12期159-161,共3页

该文以新上海庙一号煤矿为例,综合考虑多种矿井涌水量预测方法的基础上,选用三维渗流数值法,结合大量水文地质资料,应用Visual Modflow软件,建立矿区三维非稳定流数值模型来模拟地下渗流场,运用有限差分法得到矿井涌水量。该方法计算结... 该文以新上海庙一号煤矿为例,综合考虑多种矿井涌水量预测方法的基础上,选用三维渗流数值法,结合大量水文地质资料,应用Visual Modflow软件,建立矿区三维非稳定流数值模型来模拟地下渗流场,运用有限差分法得到矿井涌水量。该方法计算结果比较可靠。 展开更多

关键词 涌水量预测 三维渗流数值法 有限差分法

在线阅读 下载PDF 职称材料

自适应差分进化算法在边坡滑面搜索中的应用 被引量：4

18

作者 张锟 徐青 +1 位作者 王一凡 阿湖宝 《岩土力学》 EI CAS CSCD 北大核心 2017年第5期1503-1509,共7页

边坡三维临界滑裂面的确定及其安全系数的求解是边坡稳定分析中的关键问题,而现有分析方法尚难以方便、可靠地获得三维滑裂面。在有限元数值应力场的基础上,计算边坡的安全系数。通过构造扩展椭球形滑裂面,利用自适应差分进化(SaDE)算... 边坡三维临界滑裂面的确定及其安全系数的求解是边坡稳定分析中的关键问题,而现有分析方法尚难以方便、可靠地获得三维滑裂面。在有限元数值应力场的基础上,计算边坡的安全系数。通过构造扩展椭球形滑裂面,利用自适应差分进化(SaDE)算法结合反向移动操作,实现了复杂边坡三维临界滑裂面的搜索。扩展椭球滑裂面构造方便,搜索灵活,比传统的球面或椭球面更能反映实际工程情况。整个求解过程为显式求解,不存在收敛性问题。算例考核结果表明,提出的方法具有良好的搜索效率与全局寻优能力,结果与刚体极限平衡法、有限元强度折减法吻合,计算结果合理可靠。通过实际工程边坡,进一步验证了该方法可方便、有效地应用于具有复杂岩性及环境条件的边坡三维稳定性分析。 展开更多

关键词 有限单元法 自适应差分进化算法 边坡三维稳定性分析 临界滑裂面搜索 扩展椭球面

在线阅读 下载PDF 职称材料

波前快速推进法三维走时计算技术 被引量：2

19

作者 朱丹 《大庆石油地质与开发》 CAS CSCD 2001年第5期65-67,共3页

三维叠前深度偏移简称 3DPSDM ,是解决复杂构造和强速变化条件下地质体成像问题的有效工具 ,走时计算是其配套技术。波前快速推进算法是一种非常快速、准确稳定的计算走时的方法 ,不仅计算速度极快 (大约比有限差分法快 4～ 5倍 ) ,而... 三维叠前深度偏移简称 3DPSDM ,是解决复杂构造和强速变化条件下地质体成像问题的有效工具 ,走时计算是其配套技术。波前快速推进算法是一种非常快速、准确稳定的计算走时的方法 ,不仅计算速度极快 (大约比有限差分法快 4～ 5倍 ) ,而且对任何复杂速度场都具有无条件稳定性。该算法可用于三维克希霍夫叠前偏移、三维克希霍夫叠后偏移、三维速度分析和三维克希霍夫正演模型计算等。根据此算法 ,在SGI并行机上研制了并行计算软件 ,并对其进行了基准点测试。同时 ,还给出了SEG 展开更多

关键词 三维走时 波前快速推进法 并行计算 有限差分 稳定性 速度场 SGI并行机 地质体成像

在线阅读 下载PDF 职称材料

煤矿井下无线传输分析方法 被引量：8

20

作者 邵水才 郭旭东 +1 位作者 彭铭 张高敏 《工矿自动化》 北大核心 2022年第10期123-128,共6页

目前,矿井移动通信系统、人员和车辆定位系统设计和规划主要靠经验和现场测试,存在工作量大、通信基站和定位分站布置及其天线设置难以优化等问题。为促进煤矿井下无线传输分析方法在矿井移动通信系统、人员和车辆定位系统设计和规划,... 目前,矿井移动通信系统、人员和车辆定位系统设计和规划主要靠经验和现场测试,存在工作量大、通信基站和定位分站布置及其天线设置难以优化等问题。为促进煤矿井下无线传输分析方法在矿井移动通信系统、人员和车辆定位系统设计和规划,以及通信基站和定位分站布置及其天线设置中的应用,分析了不同煤矿井下无线传输分析方法适用范围和优缺点:(1)抛物方程法具有算法简单、所需计算内存资源量较小等优点,但不适用于分析巷道起伏、支护、纵向导体和横向导体等因素对矿井无线传输衰减的影响。(2)时域有限差分法适用范围较广,但需较大的计算内存资源量,分析巷道弯曲、起伏、断面形状不规则等因素对矿井无线传输衰减的影响时,误差较大。(3)有限元法适用范围最广,可以采用四面体网格,相比于时域有限差分法中使用的六面体网格,可以更好地拟合不规则结构巷道,但所需计算内存资源量最大,现有高档服务器内存容量难以满足需求,适用于小断面、短距离、低频率煤矿井下无线传输分析。(4)射线追踪法具有算法简单、所需计算内存资源量最小等优点,但适用范围小,仅适用于分析高频段无线工作频率、断面形状、围岩介质、巷道弯曲等因素对矿井无线传输衰减的影响,不能分析天线在巷道断面不同位置、巷道分支、巷道起伏、支护、纵向导体和横向导体等因素对矿井无线传输衰减的影响,并且在分析低频段无线工作频率对矿井无线传输衰减的影响时,误差大。(5)统计分析法具有简单易用的优点,但需要大量实测数据,而煤矿井下巷道种类多、环境复杂,存在分支、弯曲和起伏等,测量工作量大,效率低,难以测量煤矿井下不同巷道和支护等条件下无线传输衰减数据,难以分析无线工作频率、天线在巷道断面不同位置、巷道断面面积和形状、巷道弯曲、巷道分支、巷道起伏、围岩介质、支护、纵向导体、横向导体等因素对煤矿井下无线传输衰减的影响。 展开更多

关键词 煤矿井下无线传输分析 抛物方程法 时域有限差分法 有限元法 射线追踪法 统计分析法

在线阅读 下载PDF 职称材料