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相似文献
 共查询到19条相似文献,搜索用时 93 毫秒
1.
与传统时域有限差分算法相比,采用以伪谱方法离散Maxwell微分方程为基础的时域伪谱(PSTD)算法计算大的电尺度电磁场时域问题,将大大提高计算效率,降低内存需求。为了拓宽PSTD算法的应用,近年来,基于网格插值方法的非均匀时域伪谱算法得到了发展。研究的重点是算法中非均匀网格技术的实现及其在时域瞬态脉冲电磁场模拟和高功率超宽带脉冲技术方面的应用。以高斯脉冲为激励源,用该算法计算了多层介质的反射和透射,并通过超宽带脉冲穿墙实验对这一方法的应用进行了验证。模拟和实验结果具有较好的一致性。  相似文献   

2.
一种新时域交替隐式差分算法在散射问题中的应用   总被引:1,自引:0,他引:1       下载免费PDF全文
汤炜  闫玉波  李清亮  吴振森 《物理学报》2004,53(12):4173-4180
提出一种新时域交替隐式有限差分(ADI-FDTD)算法格式. 传统ADI-FDTD算法的 场量步进方程涉及周围若干网格的较多场量,导致两个区域的步进方程处理较困难:一个是 邻近完全匹配层(PML)和散射场交界区,另一个是邻近连接边界区. 特别是后者,考虑入射 波影响需对场量所在区域判断,根据不同情况对原有方程进行修正,一维和二维散射问题 相对简单,可三维问题修正式有数十种之多而几乎无法完成. 本方法基于分裂场形式的ADI- FDTD技术,使得散射场区和PML吸收层区的表达形式完全一致,从而忽略两者差别.另 关键词: 时域交替隐式有限差分算法 电磁散射  相似文献   

3.
将一等效薄片模型嵌入到时域有限差分算法(FDTD)中,以快速而有效地解决复合材料薄片在电磁计算中的多尺度问题。在该嵌入式薄片模型中,薄片不需要被剖分网格,而是被嵌入到相邻的网格间,从而可以使用相对较大的网格剖分周围物体,进而可节省大量的计算资源。在这一模型中,薄片被等效为一段传输线,并用其频域的导纳矩阵代替。使用数字滤波器理论以及逆Z变换可将频域的导纳矩阵转换到时域,并将其嵌入到时域有限差分算法中。该嵌入式薄片模型被用来计算一单层碳纤维复合材料薄片的反射以及透射性能,并与其解析解进行对比,从而验证该模型的准确性、收敛性以及高效性。该模型被用来计算三种具有不同电参数的单层碳纤维复合材料薄片的屏蔽性能,以研究各电参数对其屏蔽性能的影响。  相似文献   

4.
本文针对曲边界流动换热问题,建立了一种新的热格子-Boltzmann非均匀网格算法.通过对环形腔内自然对流问题的模拟并与实验和经典理论结果对照,验证了该模型的正确性.然后将此方法运用到磁流体无泵驱动环路系统,研究了温差和磁场强度对此系统流动的影响.结果显示磁流体可以在环路内持续稳定流动;在加热和冷却入口处温度呈现V形分布,当温差达到50℃后,速度变化就不再明显.  相似文献   

5.
刘学强  伍贻兆  夏健 《计算物理》2002,19(4):357-361
将多重网格法运用于非结构网格.网格是通过聚合法得到的,网格之间是相互关联的.方程的求解采用Jamson的有限体积法.给出了二维、三维情况的数值算例.  相似文献   

6.
陈伟  郭立新  李江挺  淡荔 《物理学报》2017,66(8):84102-084102
高超声速飞行器再入地面的过程中,其周围等离子体的电子密度是非均匀且随时间变化的.对于不同的再入高度,飞行器周围的温度和压强也会发生改变.因此,研究电磁波在时空非均匀等离子体鞘套中的传播特性意义重大.首先建立了时变非均匀的等离子体鞘套模型,然后通过经验公式得到温度、压强与碰撞频率三者的关系.采用时域有限差分方法计算了太赫兹波段中不同电子密度弛豫时间、温度、压强时的反射系数、透射系数和吸收率.研究结果表明:在太赫兹波段中,电子密度的弛豫时间越长,温度越高,压强越大,电磁波越容易穿透等离子体;弛豫时间越短,温度越低,压强越小,等离子体对电磁波吸收率的变化越明显.这些结果为解决"黑障"问题提供了理论依据.  相似文献   

7.
提出了抛物方程的多重非均匀网格模型,以准确求解三维空间存在多辐射源的电波传播问题。通过对不同辐射源建立不同的坐标系,并对其仿真空间采用不同的非均匀网格划分,构建了抛物方程的多重非均匀网格模型。在此基础上,实现了三维多辐射源问题的并行计算。实例仿真了空间存在四个辐射源的电波传播特性。结果表明,抛物方程的多重非均匀网格模型能够准确求解多源的空间电磁场分布特性,且在该算例中,并行技术使得抛物方程的计算速度提升了2.41倍,极大地提高了抛物方程对三维多源问题的求解效率。  相似文献   

8.
提出了抛物方程的多重非均匀网格模型,以准确求解三维空间存在多辐射源的电波传播问题。通过对不同辐射源建立不同的坐标系,并对其仿真空间采用不同的非均匀网格划分,构建了抛物方程的多重非均匀网格模型。在此基础上,实现了三维多辐射源问题的并行计算。实例仿真了空间存在四个辐射源的电波传播特性。结果表明,抛物方程的多重非均匀网格模型能够准确求解多源的空间电磁场分布特性,且在该算例中,并行技术使得抛物方程的计算速度提升了2.41倍,极大地提高了抛物方程对三维多源问题的求解效率。  相似文献   

9.
在海洋声学中,三维抛物方程模型可以有效考虑三维空间的声传播效应。然而,采用三维抛物方程模型分析三维空间内的声传播问题时,计算时间较长,并且需要消耗较大的计算机内存,因此给远距离声场的快速精确计算带来了很大困难。为此,将非均匀网格Galerkin离散化方法用于三维直角坐标系下的水声抛物方程模型中,深度算子和水平算子Galerkin离散方式由均匀网格变为非均匀网格。仿真结果表明,三维直角坐标系下非均匀网格离散的抛物方程模型,在保持计算精度、提高计算速度的同时,可以实现远距离声场的快速预报。另外,针对远距离局部海底地形与距离有关的三维声传播问题,给出了声场快速计算方法;在海底保持水平的区域,采用经典Kraken模型,重构抛物方程算法的初始场,随后依次递推求解地形与距离有关海底下的三维声场。采用改进模型,证明了远距离楔形波导声强增强效应。  相似文献   

10.
用数值方法研究了超宽带电磁脉冲源经同轴型传输线输出到TEM天线上的发射问题。TEM喇叭天线的前端是平行板传输线。用时域有限差分方法模拟了超宽带电磁脉冲在平行板传输线和TEM波喇叭中的传输,给出了天线的输入阻抗和电压驻波比随频率的变化关系、天线的辐射场分布以及天线辐射的能量方向图等。  相似文献   

11.
时域有限差分法在建筑声学中的应用及前景   总被引:1,自引:1,他引:0       下载免费PDF全文
卢义刚  杨启洪 《应用声学》2006,25(3):193-197
介绍了声波方程的基本差分格式及稳定条件、数值色散、吸收边界条件等数值计算理论,例举了前人用时域有限差分法对噪声传播过程的模拟和室内声学中座椅吸声低谷效应模拟的模拟结果。本文指出,由于时域有限差分法的特点使其具有在模拟脉冲响应方而的特别优势,因而,应用这一技术研究厅堂的声学特性,尤其是低频特性,将有重要意义。  相似文献   

12.
For resolving the essential problem that the beam is too narrow in the application of the high-power UWB (Ultra-Wideband) antenna with single-source, a novel wide-beam high-power parabolic antenna with dual-source has been designed, and the edge of the paraboloid was cut in order to reduce the size of the antenna. Radiation properties of this proposed antenna are studied with finite-difference time-domain (FDTD) numerical method. The radiation properties of the proposed antenna can be improved by changing the structure of the parabolic antenna and adjusting the angle between the source and the axis of the antenna. The result shows that the beam-width has been improved significantly under the precondition of maintaining the peak power, and also the size of the antenna was minished by cutting the edge of the paraboloid.  相似文献   

13.
A High-Power Reflector Impulse Antenna with Dual-Tem Source   总被引:1,自引:0,他引:1  
There are different demands on radiation efficiency and direction pattern according to various ultra-wideband (UWB) antennas and high power applications. To obtain more radiating gain on bore-sight of paraboloidal reflector and centralized radiating direction, a novel feeding structure called dual-TEM source has been designed and applied in half-paraboloidal reflector impulse radiating antenna (IRA) applications. Simulation results proved that this proposed half-paraboloidal reflector IRA with dual-TEM source provided greater radiation performance on bore-sight as a result of the synthesized power in the aperture space of paraboloid. Moreover, lots of simulation work and comparison have been done in different feeding models to summarize a relative optimal feeding structure.  相似文献   

14.
A new kind of parallel finite-difference time-domain (FDTD) method is used to calculate and analyze the transmission properties of photonic crystal. The effectiveness and the accuracy of parallel FDTD method were proved by the typical two-dimensional sine wave. The result shows that parallel FDTD method, which can save time effectively in electromagnetic problems with large size and long time, performs as accurate as the series one. This method, whose results shows that the photonic band gap normalized frequency moves to the low-frequency direction with the enlargement of the section area of the square cylinder and that the band gap gets thinner, is applied to simulate and analyze the two-dimensional photonic crystal and gives calculating method and analyzing accordance to calculate and analyze large-sized photonic crystal structure.  相似文献   

15.
宽波束双馈源超宽带抛物面天线设计与仿真   总被引:1,自引:0,他引:1       下载免费PDF全文
 针对单馈源超宽带抛物面天线波束较窄的问题,设计了一种宽波束双馈源超宽带抛物面天线。该抛物面天线是由一个普通的抛物面从中间对称分式,并在中间以平板连接而成的。馈源采用改进型平面TEM喇叭天线,同轴垂直馈电方式。两个馈源分别置于抛物面的两个焦点上。并利用时域有限差分数值方法分析了该天线的辐射性能。通过改变抛物面的结构,调节双馈源与天线主轴的夹角等方法可以有效改善天线的辐射性能。结果表明,所设计的宽波束双馈源抛物面天线可以在远区更宽的空间上形成峰值功率比较均匀的电磁脉冲,在不降低峰值功率的前提下有效地增加了波束的宽度;在抛物面天线两边进行少量切割不会对辐射场产生明显影响,节省了空间。  相似文献   

16.
In testing cancellous bone using ultrasound, two types of longitudinal Biot’s waves are observed in the received signal. These are known as fast and slow waves and their appearance depend on the alignment of bone trabeculae in the propagation path and the thickness of the specimen under test (SUT). They can be used as an effective tool for the diagnosis of osteoporosis because wave propagation behavior depends on the bone structure. However, the identification of these waves in the received signal can be difficult to achieve.In this study, ultrasonic wave propagation in a 4 mm thick bovine cancellous bone in the direction parallel to the trabecular alignment is considered. The observed Biot’s fast and slow longitudinal waves are superimposed; which makes it difficult to extract any information from the received signal. These two waves can be separated using the space alternating generalized expectation maximization (SAGE) algorithm. The latter has been used mainly in speech processing.In this new approach, parameters such as, arrival time, center frequency, bandwidth, amplitude, phase and velocity of each wave are estimated. The B-Scan images and its associated A-scans obtained through simulations using Biot’s finite-difference time-domain (FDTD) method are validated experimentally using a thin bone sample obtained from the femoral-head of a 30 months old bovine.  相似文献   

17.
耦合微盘及带输出波导的单微盘腔的耦合模式特性   总被引:2,自引:0,他引:2  
光学微腔具有很高的品质因子和很小的模式体积,在光电子器件研究方面具有重要的应用价值.运用时域有限差分(FDTD)法和Padé近似频谱分析法模拟研究了耦合微盘及带输出波导的单微盘微腔由于空间对称性破坏导致的模式耦合现象;特别计算了耦合模式的场分布和品质因子,并由场分布得出不同角量子数模式的能量比例.对耦合微盘,模式耦合引...  相似文献   

18.
徐静  戴道锌  何赛灵 《光子学报》2003,32(12):1426-1429
利用结合完美匹配层(PML)边界的有限差分法计算了光波导的泄漏损耗.通过采用非均匀格点差分格式和反正切坐标变换的方法,有效地减小了计算量并提高了计算精度.分析了PI(polyimide)掩埋型波导和SOI(silicon-on-insulator)脊型波导两种典型结构的泄漏损耗,给出了波导结构尺寸对泄漏损耗的影响,并对有效减小泄漏损耗的方法进行了讨论.  相似文献   

19.
A new analysis of the renormalized proton–neutron quasiparticle random phase approximation based on simultaneous recalculation of the one-body density matrix and the pairing tensor has been used to study the double beta decay. We demonstrated that inclusion of the quasiparticle correlations at the BCS level reduces ground state correlations in the particle–particle channel of the proton–neutron interaction. We also simplified the RQRPA equations significantly obtaining a low-dimensioned set of linear equations for the quasiparticle densities. The formalism was applied to the double beta decay of 76Ge. Received: 4 January 1999 / Revised version: 29 March 1999  相似文献   

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