非磁化等离子体的时域有限差分方法

时域有限差分（FDTD）算法被广泛地用于模拟电磁场的传播。给出了电磁波在非磁化等离子体中传播的稳定条件，并给出了几种非磁化色散等离子体的FDTD方法，包括：递归卷积（RC）法，分段线性递归卷积（PLRC）法，电流密度卷积（JEC）法，方向交替隐式（ADI）法和高阶FDTD算法。同时对结果进行了分析。     

一维时变非磁化等离子体光子晶体禁带的密温特性

采用等温近似,用非磁化等离子体的分段线形电流密度卷积(Piecewise Linear Current Density Recursive Convolution,PLCDRC)时域有限差分(Finite-Different Time-Domain,FDTD)算法研究一维时变非磁化等离子体光子晶体禁带的密度和温度特性。以高斯脉冲为激励源,用算法公式得到     

温度、密度对非磁化等离子体光子晶体禁带特性的影响

采用等温近似,用时域有限差分法(FDTD)给出了电磁波通过由非均匀的、各项同性的、热的、碰撞的等离子体构成的一维非磁化等离子体光子晶体的FDTD算法公式.以微分高斯脉冲为激励源,用算法公式所得的电磁波透射系数来讨论了温度、等离子体层密度对其禁带特性的影响.结果表明,改变温度和等离子体层密度分布可以实现对禁带的控制.     

时变非磁化等离子光子晶体禁带特性

采用时域有限差分法(FDTD)给出了电磁波通过由时变的、各向同性的、热的、碰撞的等离子体构成的一维非磁化等离子体光子晶体的FDTD算法公式.以微分高斯脉冲为激励源,用算法公式所得的电磁波透射系数来讨论时变等离子体的禁带特性.结果表明,改变等离子体上升时间可以实现对禁带的控制.     

分段线性电流卷积时域有限差分法及在等离子体隐身技术中的应用

给出了一种高效性和高精度的算法——分段线性电流卷积时域有限差分算法,并应用于模拟电磁场在色散等离子体介质中的传播。给出了电磁波在非磁化等离子体平板的反射系数,并对算法的高效性和高精度进行了验证。用分段线性电流卷积时域有限差分算法计算了等离子体覆盖的二维方柱的双站雷达散射截面,并对结果进行了分析。     

等离子体隐身技术的WKB方法

研究了非磁化等离子体的碰撞吸收隐身技术机理。用WKB方法给出了垂直入射、斜入射情况下，非磁化不均匀等离子体密度覆盖导体平板的等离子体对不同频率电磁波的反射系数。给出了不均匀非磁化等离子体密度、等离子体碰撞频率、电磁波频率与碰撞吸收的关系。     

非相对论性等离子体中横振荡色散关系的数值解

对无磁化、无碰撞、各向同性等离子体中横振荡的色散方程进行了数值计算,得出了数值模拟的非相对论性等离子体横振荡色散曲线,并进一步对色散曲线做了拟合,得到了其拟合色散关系.     

非广延分布等离子体中横振荡色散关系

研究无磁化、无碰撞、各向同性非相对论等离子体中非广延分布情况下横振荡色散关系。通过理论推导得到了与非广延参数q有关的色散方程,从该色散方程出发得到了高频横振荡色散关系解析解。为了得到完整的色散关系,对色散方程进行了数值计算,数值结果在高频段与解析结果完全吻合     

费米分布等离子体中的韦伯不稳定性

基于经典的等离子体弗拉索夫-麦克斯韦动理学理论,研究具有任意简并的无磁化各向异性费米分布等离子体中韦伯不稳定性。在非简并态极限下得到的结果与麦克斯韦分布情况下的解析结果一致。对于任意简并态,利用数值分析得到了韦伯不稳定性增长率。此结果可能应用于下一代强激光与固体密度等离子体相互作用实验。另外,结果表明,由经典动理论得出的韦伯不稳定性的一些性质不同于从量子动力学理论得出的性质。     

强激光在非磁化等离子体中的三维调制不稳定性

采用Karpman方法对线偏振激光在非磁化等离子体低密度区和临界面附近的三维调制不稳定性进行了分析,得到了不稳定产生的条件及时间增长率与扰动波数之间的函数关系。在低密度区,考虑了由弱相对论效应引起电子质量变化的一级和二级非线性效应,得出二级非线性效应对调制不稳定性     

波动方程时域有限差分法的一种新激励源

鉴于目前现有激励源技术存在的一些不足,通过理论分析,发现时域有限差分法（FDTD）的＂总场-散射场源＂可用于波动方程时域有限差分法（WEFDTD）,但实现方法不同.WEFDTD的具体方法是将仿真区域划分为总场区和散射场区,激励源设置在两区域的分界面上,并将两区域分界面上的差分格式作出一些修改.该技术能有效地克服WEFDTD已有激励源的不足.也进行了相关的编程数值实验以验证该技术的有效性,模拟方式为简谐波和高斯脉冲的传播过程,最终的实验表明计算结果能与解析解很好地吻合.     

具有多频带特性的微带电磁带隙结构

利用分形结构的自相似性，通过在微带信号线两侧引入“H”型分形，研制了一种微带电磁带隙结构．该结构在0～15GHz频率范围内显示出了多禁带和通带的频带特性．实验中运用传统的印刷电路板工艺制作了这种微带电磁带隙结构，并通过矢量网络分析仪和时域有限差分方法分别得到了实验结果和模拟结果，证实了这种微带电磁带隙结构具有多禁带和通带的频带特性．     

卷云相函数的计算与分析

使用Mie散射理论和FDTD(finite difference time domain)算法,计算了冰晶粒子及其组成的卷云在2.14μm和3.72μm的相函数,讨论了冰晶组分、分布规律、波长及平均有效尺度对其影响.计算结果表明,入射光波长和有效尺度对卷云相函数起主要影响作用,而卷云的冰晶组分和分布规律对其影响不显著.     

高能离子的定向发射及其模拟研究

本文用二维粒子模拟方法研究了超强超短脉冲激光与圆形等离子体薄靶相互作用中产生的高能离子.模拟研究结果表明,在圆形等离子体薄靶后表面所产生的高能离子,角分布较小,定向性好,能获得很高的能量,并且等离子体薄靶的形状对高能离子的产生和会聚有一定地影响.     

等离子体分段线性电流密度递归卷积时域有限差分算法数值误差分析

推导了新型高效求解适合等离子体介质麦克斯韦方程的分段线性电流密度递归卷积时域有限差分(PL-CDRC-FDTD)算法的三维(3-D)数值色散关系,通过与解析折射率的比较,得到数值折射率的实部与虚部的相对误差。并且讨论了数值折射率的实部与虚部的相对误差与不同参量(电磁波频率、等