负折射率媒质雷达散射特性分析

 从负折射率媒质的本构关系出发,应用分段线性递推卷积(PLRC)方法推导出负折射率媒质中的时域有限差分（FDTD）计算公式,建立了基于分段线性递推卷积的FDTD方法(PLRC-FDTD)。并应用该方法计算了负折射率媒质覆盖导体柱的雷达散射截面,分析了负折射率媒质参数对其雷达散射截面的影响。结果表明,恰当地选择负折射率媒质参数能有效减小目标的雷达散射截面。     

柱状分层固体媒质的声散射

本文评述了各向同性和横向各向同性柱状分层固体声散射理论和实验研究进展介绍了描述圆柱状界面薄层特性的弹簧模型，也讨论了该领域中有待进一步研究的一些问题。     

负折射率媒质雷达散射特性分析

从负折射率媒质的本构关系出发,应用分段线性递推卷积(PLRC)方法推导出负折射率媒质中的时域有限差分（FDTD）计算公式,建立了基于分段线性递推卷积的FDTD方法(PLRC-FDTD)。并应用该方法计算了负折射率媒质覆盖导体柱的雷达散射截面,分析了负折射率媒质参数对其雷达散射截面的影响。结果表明,恰当地选择负折射率媒质参数能有效减小目标的雷达散射截面。     

二面角散射特性的研究

研究了导体二面角的夹角、高度、入射波的频率以及沟槽的宽度对其散射特性的影响,给出实例的数值计算曲线。     

基于等效电流源的分层媒质目标反演研究

针对分层媒质目标反演问题, 提出了一种基于等效电流源的目标重建方法. 该方法首先利用散射数据重建辐射电流源, 然后将等效电流源的求解转化为最优化问题来处理, 通过共轭梯度方法搜索得到全局最优解, 进而实现对目标的反演, 该方法充分挖掘了散射数据所包含的信息, 缩小了解的搜索空间维度, 具有求解效率高的优点. 深入研究了频率、 采样间隔、 采样长度、 噪声水平以及背景估计对反演结果的影响, 并对上述结果做了理论分析. 仿真结果表明, 该方法能够较好地实现分层媒质目标的反演, 可以应用于穿墙成像、地质勘探等领域. 关键词： 电磁散射 分层媒质 等效电流源     

柱状分层固体媒质的声散射

本文评述了各向同性和横向各向同性柱状分层固体声散射理论和实验研究进展 ,介绍了描述圆柱状界面薄层特性的弹簧模型 ,也讨论了该领域中有待进一步研究的一些问题。     

导电平板上任意缝隙填充各向异性介质时TM波散射和传输特性分析

简单介绍了用于分析任意口径问题的通用频域方法——广义网络原理,并利用边界积分法和广义网络原理分析导电平板上任意缝隙填充各向异性介质时TM波的散射及传输特性.由于缝隙填充各向异性介质的情形尚未见公开文献报道,作为验证,将本方法退化计算各向同性介质填充时缝隙的散射和传输特性,并与文献结果进行比较.最后,给出了缝隙填充各向异性介质时的算例.     

用于处理复杂对称结构电磁散射的扩展GIM技术

由于原广义镜像法只能够处理具有四面对称的电磁散射问题。为此,在广义镜像法原理的基础上,给出了处理一种具有特殊复杂对称结构的电磁散射问题的新方法,称之为扩展GIM方法。对比结果表明:利用扩展GIM,较之于原GIM,在对高于四面对称的散射体的求解过程中,能够节约更多的上机运算时间和运算所需的存储;还通过该方法对正六面柱的具体分析,给出了应用实例。     

三维各向异性超常媒质交错结构的亚波长谐振特性研究

以填充各向异性超常媒质矩形波导中的电磁场解为基础,通过建立与求解填充各向异性超常媒质交错结构的矩形谐振腔的谐振方程,深入研究了三维各向异性超常媒质交错结构的亚波长谐振特性.结果发现,三维各向异性超常媒质交错结构的亚波长谐振条件具有更为多样性的物理解,在固定参数下,其物理解的个数往往超过一个,还针对谐振结构的横向尺寸对亚波长谐振条件的影响进行了讨论.结果表明,随着横向尺寸的减小亚波长谐振条件的物理解数量将逐渐增多直至趋于无穷.这意味着即使超常媒质的本构参数无法控制,仍然可以通过调节谐振结构的横向尺寸来得到亚波长谐振腔. 关键词： 各向异性 超常媒质 交错结构 亚波长谐振     

激光等离子体通道天线的电磁散射特性分析

激光等离子体通道天线被等效为电子在横向旋转、轴向漂移的均匀冷磁化等离子体束,且该等离子体束的横截面为沿轴向不改变的圆形。在考虑离心力、科里奥利力等惯性力的影响下,结合麦克斯韦方程和本构关系,得出了激光等离子体通道天线的散射场。为了简化,计算了一特例,发现了一些有趣的现象。     

有限周期电磁结构的区域分解快速算法

针对有限周期电磁结构,提出一种高效率的有限元分裂与互连算法.把原求解区域划分成若干个子区域,显著地降低了问题的复杂度.根据广义变分原理,采用拉格朗日乘子在子区域之间交换信息,并建立其相应的粗问题.研究子区域系数矩阵的可逆性.通过引入基本子区域,实现可扩展并行计算,且尤其适合于分析光子晶体等有限周期结构.     

应用压缩传感求解宽角度电磁散射问题

基于矩量法中阻抗矩阵与电磁波入射方向的无关性,引入压缩传感技术,构建一种全新的含有丰富角度信息的入射源.在该入射源照射下利用矩量法获得感应电流的测度,在数次测度之后,通过快速正交匹配追踪算法可恢复各个角度入射下的激励电流.与传统的矩量法相比,计算结果保持很高的精度,且计算时间减少为原来的三分之一,从而降低了宽角度电磁响应分析的计算复杂度.     

双层散射介质的单次后向散射光谱分析

从上皮组织的结构特点出发,基于米氏(Mie)散射理论,建立了双层散射介质的单次后向散射光谱的理论模型,该模型通过偏振门屏蔽来自下层的噪声背景,只保留来自上层的单次散射光。计算分析了粒子的形态学参量如平均尺寸及其分布、相对折射率变化时,单次散射光谱的特征。并用傅里叶波形分析法研究了这些参量对单次后向散射光谱曲线形状及其谐波幅值的影响。结果表明,这些只经历了表层粒子单次散射的光谱信号对表层粒子的平均尺寸及其分布、相对折射率具有灵敏性。对光谱曲线波纹结构的幅值、频率,散射强度,光谱谐波的幅值有直接的影响。研究结果对早期癌症的散射光谱特征识别及其特征提取有重要的实用价值。     

Note on Scattering of Electromagnetic Waves by Nonlinearly Screened Dust Grains in Plasmas

Although most experiments in complex plasmas correspond to non‐linear grain screening, the theoretical models of non‐linear screening have not been checked experimentally. Scattering of electromagnetic waves on a single nonlinearly screened dust grain in plasmas can serve as one of effective methods for investigation of non‐linear screening. In present paper we have developed a theory for electromagnetic wave scattering that includes both the effect of coherency of scattering for long wave range and the loss of coherency with a decrease of the wave length. It is valid for arbitrary non‐linearity in screening and demonstrates that the loss of coherency occurs for wave length less then the characteristic screening length for non‐linear screening being usually substantially larger than the linear Debye screening length. The effect is illustrated numerically using the most popular model of non‐linear screening. The dependence of the cross‐section of scattering on parameter of non‐linearity in screening is calculated numerically. The loss of coherency in scattering by a single grain can serve as effective diagnostic for checking the theoretical models of non‐linear screening. (© 2015 WILEY‐VCH Verlag GmbH & Co. KGaA, Weinheim)     

雪层覆盖地面电磁散射的矩量法

为实现分层介质粗糙面电磁散射的矩量法研究,给出一种分层介质粗糙面电磁积分方程的区域分解方法.将格林定理应用于粗糙面所分的各子空间,结合波动方程和格林函数推导分层粗糙面的电磁积分方程,利用矩量法对其进行离散,数值计算得到雪层覆盖地面散射系数的角分布曲线,其中,粗糙表面由一维带限Weierstrass分形谱和Monte Carlo方法模拟.通过与时域有限差分法数值结果的比对,验证该方法的准确性,并分析散射系数随雪和地面参数、介质参数以及入射波参数的变化,获得了较完整的散射特征.     

土壤表面与部分埋藏多目标复合散射的时域有限差分方法

采用Dobson半经验模型和电介质复介电常数表示土壤介电常数的实部和虚部,用指数型分布粗糙面和Monte Carlo方法模拟土壤表面,运用时域有限差分方法研究土壤表面与部分埋藏多个矩形截面混凝土柱复合模型的电磁散射.结果表明：复合散射系数随散射角振荡变化;土壤表面高度起伏均方根、土壤含水率、目标介电常数、入射角对复合散射系数影响较大;土壤表面相关长度、目标截面宽度、高度、间距、倾角对复合散射系数影响较小;目标埋藏深度对复合散射系数几乎没有影响.与其他数值计算方法比较,采用时域有限差分方法既可获得较高的准确性,又可减少计算时间和内存占用量.可以用来计算地、海粗糙面与附近任意多目标的复合散射.     

快速计算地面上车辆目标的电磁散射特性

为快速计算地面上车辆目标的电磁散射特性,实现适用于半空间环境的多层快速多极子方法.对于近区项,利用严格的半空间并矢格林函数进行计算;对于远区项,首先将半空间格林函数分解为直射项和反射项,然后采用实镜像方法计算反射项.方法物理概念清晰,与目前常用的离散复镜像方法相比,具有良好的收敛性和稳定性,大大降低计算时间和内存需求.实例计算并分析地面上汽车模型的电磁散射特性.     

FEM for Blood-Based SWCNTs Flow Through a Circular Cylinder in a Porous Medium with Electromagnetic Radiation

This work aims to study magnetohydrodynamic flow through a circular cylinder in a horizontal position of SWCNTs in blood as a base fluid in the existence of non-linear thermal radiation and heat source/sink. Three kinds of nanoparticles shapes are considered. The study is employed the finite element technique to explore and enhance the influences of essential parameters on temperature profiles and is debated the heat transport within blood injects with SWCNTs and exposes to electromagnetic radiation. The treatment with thermal analysis and heat transfer rate being a better substitute more than surgery and chemotherapy for cancer therapy. Utilizing of nanoparticles thermal features is a mounting area of nanomedicine field because of the probable for purposeful demolition of cancer cells.This remedy is relied on many parameters, including nanofluid thermal conductivity, nanoparticles volume fraction,thermal radiation and power and heat source. The numerical solutions for flow and heat transfer features are assessed for diverse governing parameters values. The obtained results are substantiated against the relevant numerical results in the published researches. Results show that both flow velocity and temperature increase for larger values of thermal radiation, heat source and SWCNTs volume fraction with lamina and cylinder shapes. Also, spherical shape of SWCNTs occurs high disturbances in velocity and temperature distribution in the case of cooled cylinder.     

三维粗糙面电磁双站散射的直接型区域分解计算

提出三维粗糙面双站电磁散射的直接型有限元-区域分解方法.首先建立含有迭代Robin边界条件(IRBC)的区域分解法耦合模型,再用内视法导出高度稀疏分块的分区耦合矩阵,之后给出缩减耦合矩阵带宽的子区域排序方法和IRBC的FFT加速算法.用有限元-完全匹配层和未分区的有限元-IRBC方法验证数值结果.     

Finite Element Analysis of Maxwell's Equations in Dispersive Lossy Bi-Isotropic Media

In this paper, the time-dependent Maxwell's equations used to modeling wave propagation in dispersive lossy bi-isotropic media are investigated. Existence and uniqueness of the modeling equations are proved. Two fully discrete finite element schemes are proposed, and their practical implementation and stability are discussed.