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基于PML边界条件的二阶电磁波动方程GPR时域有限元模拟
被引量：
11
1
作者
王洪华
吕玉增
+2 位作者
王敏玲
龚俊波
张智
《地球物理学报》
SCIE
EI
CAS
CSCD
北大核心
2019年第5期1929-1941,共13页
完全匹配层(PML)作为一种稳定高效的吸收边界条件,广泛应用于基于一阶电磁波动方程的探地雷达(GPR)数值模拟中.为解决基于二阶电磁波动方程的GPR数值模拟的吸收边界问题,本文借鉴二阶弹性波动方程的PML边界条件构建思想,提出了一种适合...
完全匹配层(PML)作为一种稳定高效的吸收边界条件,广泛应用于基于一阶电磁波动方程的探地雷达(GPR)数值模拟中.为解决基于二阶电磁波动方程的GPR数值模拟的吸收边界问题,本文借鉴二阶弹性波动方程的PML边界条件构建思想,提出了一种适合二阶电磁波动方程GPR时域有限元模拟的PML边界条件.从二阶电磁波动方程出发,基于复拉伸坐标变换,推导了PML算法的频域表达式;通过合理构造辅助微分方程,得到了PML算法的时域表达式,并以变分形式(弱形式)加载到GPR时域有限元方程中,实现了PML边界条件在二阶电磁波动方程GPR时域有限元模拟中的应用.在此基础上,对比了无边界条件、Sarma边界条件和PML边界条件下均匀模型的波场快照、单道波形、时域反射误差和能量衰减曲线,结果表明:PML边界条件的吸收效果要远优于Sarma边界条件,具有近似零反射系数.一个复杂介质模型的正演模拟验证了PML边界条件在非均匀地电结构中电磁波传播模拟的良好吸收效果.
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关键词
完全匹配层
二阶
电磁波动方程
探地雷达
时域有限元
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职称材料
一种高超声速飞行器雷达测角误差的分析方法
2
作者
杨博
刘超凡
+2 位作者
于贺
魏翔
樊子辰
《北京航空航天大学学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2024年第12期3666-3676,共11页
雷达回波穿过大气、飞行器外流场、天线罩后产生的波前畸变对主动雷达单脉冲测角误差有着重要影响。基于此,分析了湍流结构引起的折射率梯度对于波前畸变影响及网格分辨率对波动方程弱形式数值求解精度,提出电磁波动方程弱形式“显式”...
雷达回波穿过大气、飞行器外流场、天线罩后产生的波前畸变对主动雷达单脉冲测角误差有着重要影响。基于此,分析了湍流结构引起的折射率梯度对于波前畸变影响及网格分辨率对波动方程弱形式数值求解精度,提出电磁波动方程弱形式“显式”梯度项修正及涡球模型补充密度场小尺度结构的“梯度重构”方法,通过有限元方法进行了计算机数值仿真。仿真结果表明:雷达测角误差的重要原因之一是小尺度湍流造成的电场畸变,并且随着涡结构尺度减小、波长变长,电场畸变加强,测角误差加大。
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关键词
雷达测角
高超声速飞行器
电磁波动方程
弱形式
有限元方法
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职称材料
题名
基于PML边界条件的二阶电磁波动方程GPR时域有限元模拟
被引量：
11
1
作者
王洪华
吕玉增
王敏玲
龚俊波
张智
机构
桂林理工大学地球科学学院
广西隐伏金属矿产勘查重点实验室
出处
《地球物理学报》
SCIE
EI
CAS
CSCD
北大核心
2019年第5期1929-1941,共13页
基金
基金项目国家自然科学基金项目(41604102
41604039
+5 种基金
41764005
41674075)
广西自然科学基金项目(2016GXNSFBA380082
2016GXNSFBA380215
2016GXNSFGA38004)
广西中青年教师基础能力提升项目(KY2016YB199)联合资助
文摘
完全匹配层(PML)作为一种稳定高效的吸收边界条件,广泛应用于基于一阶电磁波动方程的探地雷达(GPR)数值模拟中.为解决基于二阶电磁波动方程的GPR数值模拟的吸收边界问题,本文借鉴二阶弹性波动方程的PML边界条件构建思想,提出了一种适合二阶电磁波动方程GPR时域有限元模拟的PML边界条件.从二阶电磁波动方程出发,基于复拉伸坐标变换,推导了PML算法的频域表达式;通过合理构造辅助微分方程,得到了PML算法的时域表达式,并以变分形式(弱形式)加载到GPR时域有限元方程中,实现了PML边界条件在二阶电磁波动方程GPR时域有限元模拟中的应用.在此基础上,对比了无边界条件、Sarma边界条件和PML边界条件下均匀模型的波场快照、单道波形、时域反射误差和能量衰减曲线,结果表明:PML边界条件的吸收效果要远优于Sarma边界条件,具有近似零反射系数.一个复杂介质模型的正演模拟验证了PML边界条件在非均匀地电结构中电磁波传播模拟的良好吸收效果.
关键词
完全匹配层
二阶
电磁波动方程
探地雷达
时域有限元
Keywords
Perfectly Matched Layer (PML)
Second-order electromagnetic wave equation
Ground Penetrating Radar (GPR)
Finite Element Time Domain method (FETD)
分类号
P631 [天文地球—地质矿产勘探]
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职称材料
题名
一种高超声速飞行器雷达测角误差的分析方法
2
作者
杨博
刘超凡
于贺
魏翔
樊子辰
机构
北京航空航天大学宇航学院
北京控制与电子技术研究所
出处
《北京航空航天大学学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2024年第12期3666-3676,共11页
基金
中国航天智能控制实验室基金(ZDSYS-2018-03)。
文摘
雷达回波穿过大气、飞行器外流场、天线罩后产生的波前畸变对主动雷达单脉冲测角误差有着重要影响。基于此,分析了湍流结构引起的折射率梯度对于波前畸变影响及网格分辨率对波动方程弱形式数值求解精度,提出电磁波动方程弱形式“显式”梯度项修正及涡球模型补充密度场小尺度结构的“梯度重构”方法,通过有限元方法进行了计算机数值仿真。仿真结果表明:雷达测角误差的重要原因之一是小尺度湍流造成的电场畸变,并且随着涡结构尺度减小、波长变长,电场畸变加强,测角误差加大。
关键词
雷达测角
高超声速飞行器
电磁波动方程
弱形式
有限元方法
Keywords
radar angle measurement
hypersonic vehicles
electromagnetic wave equation
weak form
finite element method
分类号
TN953.5 [电子电信—信号与信息处理]
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职称材料
题名
作者
出处
发文年
被引量
操作
1
基于PML边界条件的二阶电磁波动方程GPR时域有限元模拟
王洪华
吕玉增
王敏玲
龚俊波
张智
《地球物理学报》
SCIE
EI
CAS
CSCD
北大核心
2019
11
在线阅读
下载PDF
职称材料
2
一种高超声速飞行器雷达测角误差的分析方法
杨博
刘超凡
于贺
魏翔
樊子辰
《北京航空航天大学学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2024
0
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职称材料
已选择
0
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参考文献
引证文献
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