基于多区域面积分方程的电大非均匀等离子体电磁特性高效计算方法 被引量：1

1

作者 张慧雯 陈宇浩 +1 位作者 黄晓伟 盛新庆 《电波科学学报》 CSCD 北大核心 2024年第1期26-38,共13页

针对临近空间等离子体包覆目标的电磁特性快速准确评估这一迫切需求,本文运用基于多区域面积分方程(multi-region surface integral equation, MR-SIE)的全波数值计算方法,展现电大尺度、非均匀、高负介电常数等离子体的电磁散射与辐射... 针对临近空间等离子体包覆目标的电磁特性快速准确评估这一迫切需求,本文运用基于多区域面积分方程(multi-region surface integral equation, MR-SIE)的全波数值计算方法,展现电大尺度、非均匀、高负介电常数等离子体的电磁散射与辐射问题的仿真能力。首先,推导了非均匀等离子体的MR-SIE,使用间断伽辽金(discontinuous Galerkin, DG)方法提高对多区域复杂等离子体目标的建模与计算效率,研究了不同方程的数值性能;随后针对电子密度较大的高负介电常数区等离子体,运用一种简洁高效的截断策略,进一步提升了多层快速多极子算法的鲁棒性,避免了SIE计算高损耗介质内问题面临的数值不稳定性。数值实验表明,该方法在计算多种分割方式的多区域等离子体鞘套模型时具有良好的精度和效率,可用于大尺度复杂等离子体目标电磁辐射与散射特性的快速精确评估。 展开更多

关键词 多区域目标面积分方程(MR-SIE) 等离子体鞘套 负介电常数 多层快速多极子算法(MLFMA) 间断伽辽金(DG)

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MLFMA用于不连续特征多频散射特性研究 被引量：3

2

作者 刘战合 黄沛霖 +1 位作者 高旭 武哲 《空军工程大学学报（自然科学版）》 CSCD 北大核心 2009年第2期60-65,共6页

对隐身飞行器、坦克等武器系统,缝隙等不连续特征对RCS的减缩和控制具有重要影响。基于混合场积分方程,开发出了多层快速多极子算法程序,通过将金属球双站RCS级数解、三缝隙实测曲线分别与多层快速多极子算法(Multilevel Fast Multipole... 对隐身飞行器、坦克等武器系统,缝隙等不连续特征对RCS的减缩和控制具有重要影响。基于混合场积分方程,开发出了多层快速多极子算法程序,通过将金属球双站RCS级数解、三缝隙实测曲线分别与多层快速多极子算法(Multilevel Fast Multipole Algorithm,MLFMA)计算曲线进行对比,验证了程序的正确性,说明其可用于飞行器表面不连续特征研究。采用数值方法详细研究了单缝隙、三缝隙电磁散射与入射电磁波频率的变化关系。数值计算结果表明,入射电磁波频率增加时,对单缝隙,电磁散射增强,雷达散射截面算术均值增加,其中掠入射角域内的均值增加最为明显;同时单缝隙的散射曲线相似、次波峰向外偏移;对三缝隙,除具有单缝隙的特性外,还表现为相互耦合性、曲线振荡增强,通过分析认为3个单缝隙散射不同相位的相互叠加导致了其散射的耦合性,入射频率增加时,散射叠加的峰值位置发生相应变化,表现为耦合作用和振荡作用更加明显。该结论可以用来进行飞行器表面的缝隙散射的减缩设计,从而有效提高飞行器的隐身性能。 展开更多

关键词 多层快速多极子算法 电磁 散射 雷达散射截面 多频

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基于Linux集群电磁散射并行计算实现 被引量：7

3

作者 韩明华 彭宇行 +1 位作者 李思昆 陈福接 《计算机研究与发展》 EI CSCD 北大核心 2005年第6期1085-1088,共4页

工业应用,特别是军事应用对计算电磁学(CEM)的需求提出挑战,解决电大尺寸电磁散射问题(物理尺寸λ1)的有效方法是采用并行计算技术.给出了MLFMA算法基于Linux集群技术的并行实现,并给出了电大尺寸目标电磁散射的计算实例.由于这种并行... 工业应用,特别是军事应用对计算电磁学(CEM)的需求提出挑战,解决电大尺寸电磁散射问题(物理尺寸λ1)的有效方法是采用并行计算技术.给出了MLFMA算法基于Linux集群技术的并行实现,并给出了电大尺寸目标电磁散射的计算实例.由于这种并行化方法只是充分利用已有的工作站,编程容易,所以是一种值得推广的并行化实现方法. 展开更多

关键词 电磁散射 雷达散射截面 多层快速多极子算法 并行算法 消息传递

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基于多区迭代的多导体目标散射分析 被引量：4

4

作者 芮锡 胡俊 聂在平 《系统工程与电子技术》 EI CSCD 北大核心 2008年第11期2116-2118,共3页

多目标电磁散射在诸如雷达目标特性分析与识别、军用目标隐身与反隐身等实际工程中有着很强的研究价值。利用多区域迭代方法将原问题划分为若干个子域进行迭代求解,采用基于曲面RWG基函数的多层快速多极子方法计算各区域内的电流分布与... 多目标电磁散射在诸如雷达目标特性分析与识别、军用目标隐身与反隐身等实际工程中有着很强的研究价值。利用多区域迭代方法将原问题划分为若干个子域进行迭代求解,采用基于曲面RWG基函数的多层快速多极子方法计算各区域内的电流分布与区域间耦合。计算结果表明,利用该方法,在保证精度的前提下,能够很好地节省计算的存储量,对存储量的需求从O(Nlog N)减为O(Nmax logNmax),适合于多导体目标散射求解。 展开更多

关键词 多层快速多极子方法 电磁散射 多区域迭代 电大尺寸

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穿孔消声器声学计算的快速多极混体边界元法 被引量：7

5

作者 杨亮 季振林 《哈尔滨工程大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2017年第8期1247-1253,共7页

为提高计算效率以及扩展计算频率范围,本文将混体边界元方法与快速多极算法结合用于穿孔消声器的声学性能计算。通过与消声器传递损失测量结果和传统混体边界元方法计算结果的比较验证了快速多极混体边界元方法的正确性。与传统混体边... 为提高计算效率以及扩展计算频率范围,本文将混体边界元方法与快速多极算法结合用于穿孔消声器的声学性能计算。通过与消声器传递损失测量结果和传统混体边界元方法计算结果的比较验证了快速多极混体边界元方法的正确性。与传统混体边界元方法相比,快速多极混体边界元方法在保证计算精度的同时,能够有效缩短大尺度问题的计算时间。将快速多极混体边界元方法应用于计算穿孔消声器的传递损失,结果表明,进出口管位置能够影响两通穿孔管消声器的高频消声特性,隔板穿孔能够改善三通穿孔管消声器的中频消声性能。 展开更多

关键词 穿孔消声器 传递损失 混体边界元方法 快速多极算法 计算效率

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MLFMA在运动目标多普勒回波数值仿真中的应用 被引量：2

6

作者 向道朴 周东明 何建国 《国防科技大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2010年第2期114-118,共5页

提出了一种应用准静态技术,结合快速多级子算法计算任意形状的运动目标多普勒信号的方法,对目标的几种典型的微动多普勒信号进行了仿真,并应用高分辨时频分析算法对仿真得到的微多普勒信号进行了分析,提取出了微多普勒瞬时频率,并与相... 提出了一种应用准静态技术,结合快速多级子算法计算任意形状的运动目标多普勒信号的方法,对目标的几种典型的微动多普勒信号进行了仿真,并应用高分辨时频分析算法对仿真得到的微多普勒信号进行了分析,提取出了微多普勒瞬时频率,并与相应微动规律的点目标微多普勒瞬时频率进行对比。结果表明,二者具有相同的变化规律,从而证明本文提出的方法是有效的。 展开更多

关键词 准静态 快速多级子 微动 时频分析

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计算电磁学研究进展 被引量：23

7

作者 洪伟 《东南大学学报（自然科学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2002年第3期335-339,共5页

介绍了东南大学计算电磁学研究中心近年来在计算电磁学方面的研究进展 .包括吸收边界条件、区域分裂法、不变性测试方程法、Green函数、电磁成像、直线法、泛函方法。

关键词 计算 电磁场 边值问题 数值分析 区域分裂法 有限差分法 直线法

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预条件CMRH方法加速求解半空间三维电磁散射问题

8

作者 李清波 曹凤莲 周平 《应用科学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2011年第4期417-422,共6页

为了高效求解半空间三维电磁散射问题中离散电场积分方程产生的大型对称稠密复线性矩阵,将半空间多层快速多极子方法与CMRH方法相结合,其中多层快速多极子方法用于加速CMRH方法中的矩阵矢量乘运算.为了验证文中方法的有效性,分别计算了... 为了高效求解半空间三维电磁散射问题中离散电场积分方程产生的大型对称稠密复线性矩阵,将半空间多层快速多极子方法与CMRH方法相结合,其中多层快速多极子方法用于加速CMRH方法中的矩阵矢量乘运算.为了验证文中方法的有效性,分别计算了位于有耗半空间的圆柱体、长方体以及某导弹模型的散射特性.结果表明,所提出的方法不仅可以滤除高频误差,平滑低频误差,而且能使求解半空间离散电场积分方程的迭代次数和计算时间比现在广泛使用的广义最小余量法显著减少.同时,CMRH方法与稀疏近似逆预条件、对称超松弛预条件结合可进一步提高求解效率. 展开更多

关键词 并矢格林函数 实镜像方法 多层快速多极子方法 CMRH 稀疏近似逆

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基于多点接地的载荷舱电磁辐射抑制技术研究 被引量：5

9

作者 满明远 朱会强 +2 位作者 侯建强 黄程波 董辉 《电波科学学报》 EI CSCD 北大核心 2019年第4期505-511,共7页

分别采用一种"多层快速多极子+多导体传输线理论"混合方法和实验方法,研究了多点接地技术对降低载荷舱内电缆电磁辐射的作用.首先,利用多导体传输线(multi-conductor transmission line,MTL)方法快速求解电缆区域泄漏电流;其... 分别采用一种"多层快速多极子+多导体传输线理论"混合方法和实验方法,研究了多点接地技术对降低载荷舱内电缆电磁辐射的作用.首先,利用多导体传输线(multi-conductor transmission line,MTL)方法快速求解电缆区域泄漏电流;其次,将泄漏电流作为激励源,分谐振与非谐振两种状态,利用多层快速多极子方法准确、有效地对不同接地点数情况下载荷舱内电缆的电磁辐射进行仿真.实验结果和仿真结果证明了该混合方法的计算精度和高效性.最终得出结论:通过多点接地方式可以明显降低载荷舱内电缆非谐振状态下的电磁辐射,大大改善舱内复杂电磁环境,为航天电磁兼容工程设计提供理论指导. 展开更多

关键词 电磁兼容 电磁辐射 多导体传输线(MTL) 多层快速多极子 串扰 多点接地

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并行多层快速多极子算法最细层数据的建立 被引量：1

10

作者 郭海林 胡悦 +1 位作者 童维勤 支小莉 《上海大学学报（自然科学版）》 CAS CSCD 北大核心 2009年第4期421-425,共5页

分布树最细层数据的建立是并行多层快速多极子算法(MLFMA)的基础.最细层数据分布均匀与否,会影响到后续整个算法的负载平衡及其并行效率.研究了最细层数据的建立方法,提出采用并行正则采样排序算法来代替众多文献所推荐的并行桶排序算法... 分布树最细层数据的建立是并行多层快速多极子算法(MLFMA)的基础.最细层数据分布均匀与否,会影响到后续整个算法的负载平衡及其并行效率.研究了最细层数据的建立方法,提出采用并行正则采样排序算法来代替众多文献所推荐的并行桶排序算法,以此来建立分布树的最细层数据.针对多种常见的散射体在不同处理器数下的实验结果表明,在大多数情况下,改进后的算法较原算法性能有较为明显的提高. 展开更多

关键词 多层快速多极子算法 分布树 并行正则采样排序 并行桶排序 消息传递接口

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电特大天线增益的高效求解

11

作者 孙旭敏 潘小敏 盛新庆 《北京理工大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2016年第7期718-722,共5页

为解决电特大天线辐射特性计算效率低的问题,提出并实现了一种基于多极子的聚集思想快速求解远场信息的高效并行算法.根据目标在并行多层快速多极子中几何树的特征,提出高层远场模式直接聚集,并且按行并行插值的混合MPI-OpenMP并行计算... 为解决电特大天线辐射特性计算效率低的问题,提出并实现了一种基于多极子的聚集思想快速求解远场信息的高效并行算法.根据目标在并行多层快速多极子中几何树的特征,提出高层远场模式直接聚集,并且按行并行插值的混合MPI-OpenMP并行计算方案.将该算法应用于大射电天文望远镜FAST(five-hundred-meter aperture spherical telescope)的远场方向图和增益的计算,通过与等效电流直接积分法计算对比展示其计算精度与效率.结果验证该算法的远场辐射特性计算精度,且同等远场计算任务量下,平均单方向计算效率提高近万倍. 展开更多

关键词 并行多层快速多极子 MPI并行 OpenMP并行 电特大 增益

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