含空隙的各向同性介质Helmholtz方程扰动问题的传输特征值

传输特征值在反散射唯一性理论中具有十分重要的意义.在含空隙的各向同性非均匀介质折射率扰动下,研究了Helmholtz方程传输特征值的存在性问题.首先,通过构造Neumann-Dirichlet算子,建立传输特征值问题的等价形式.然后,进一步构造特征值函数,将扰动的传输特征值问题转化为算子为零特征值的扰动问题.最后,利用隐函数定理的扰动方法证明传输特征值的存在性.     

阶跃折射率波导上多频逆源问题的因式分解法

【目的】研究阶跃折射率波导上的多频逆源问题。【方法】通过远场数据可以唯一确定在观测方向具有法线的凸多边形的并集,它近似于源的位置和形状。【结果】在未知源满足强制假设条件下,利用因式分解法的思想来反演未知源的位置和形状。【结论】提出的方法对重构过程的数值实现进行了严格论证,并提供了数值例子说明这一方法的有效性与可行性。     

双空间指示函数方法在三维柱面对称波导中电磁波的反散射问题的推广

给出了双空间指示函数方法在三维柱面对称波导中电磁波的反散射问题的推广.基于这个观察:当Green函数的点源在障碍物内部时,那么远域数据的赋权积分可以很好地近似估计Green函数,但是当Green函数的点源在障碍物外部时,那么远域数据的赋权积分就不能很好地近似估计Green函数.建立一个积分方程:它的右边是点源在所重构区域的Green函数,那么我们可以知道这个积分方程的解的范数在未知障碍物的内部有极大值,而这些取得极大值的点所围成的区域恰好就是所重构的障碍物区域.方法最显著的优势在于它不依赖于未知障碍物的边界条件.     

阻抗边界条件下Maxwell方程的传输特征值问题

【目的】讨论反散射问题的研究中起着关键作用的传输特征值问题。【方法】利用边界积分方程方法,研究了可穿透、非磁性和非均匀介质中带有阻抗边界条件的Maxwell方程的传输特征值问题。【结果】构造了阻抗-磁边界迹算子,并用边界积分算子表示阻抗-磁边界迹算子。【结论】证明了一种边界积分算子的强制性,以及另一种边界积分算子的紧性,进一步得出阻抗-磁边界迹算子的差算子是指数为0的Fredholm算子且解析。     

三维Helmholtz方程在扰动的共轴波导上的解的存在唯一性

在允许导波存在的情况下,研究了三维Helmholtz方程在扰动的共轴波导上的解的存在唯一性。对扰动项和点源项的假设要求很少。首先,在知道三维齐次Helmholtz方程在无扰动的共轴波导的Green函数的基础上,引进了一个推广的Sommerfeld-Rellich辐射条件(输出辐射条件)。然后,证明了满足给定的辐射条件的三维Helmholtz方程在扰动的共轴波导上的解的存在性及唯一性。     

双空间指示函数方法在三维分层介质中声波的反散射问题的推广

给出了双空间指示函数方法在三维分层介质中声波的反散射问题的推广。这个方法基于以下观察:当Green函数的点源在障碍物内部时,远域数据的赋权积分可以很好地近似估计Green函数,但是当Green函数的点源在障碍物外部时,远域数据的赋权积分则不能很好地近似估计Green函数。建立一个积分方程:它的右边是声源在所重构区域的Green函数,则这个积分方程的解的范数在未知障碍物的内部有最值,而这些取得最值的点所围成的区域恰好就是所重构的障碍物区域。这个方法最显著的优势在于它不依赖于未知障碍物的边界条件。     

基于交互间隙法的内部混合边界条件反散射问题

【目的】内部混合边界条件反散射问题在无损探测等方面有着广泛的应用。【方法】从位于腔体内部封闭曲线上点源产生的散射波出发，基于交互间隙法，构造交互间隙泛函，根据交互间隙泛函的范数性质来确定腔体的位置和形状。【结果】证明了内部混合边界条件反问题的唯一性和交互间隙泛函是单射且稠密的。【结论】由内部点源测量数据可以唯一确定未知腔体的位置、形状和阻抗函数。