非局域完美吸收薄膜的设计与仿真

时域有限差分（FDTD）方法在计算金属纳米结构的非局域特性时,往往需要更小的空间离散步长,当模型尺寸较大时会给计算带来困难。而描述金属非局域介电特性的流体力学模型由于纵向波矢的引入,给传输矩阵法（TMM）等半解析方法的运算造成不便。因此,提出了一种结合FDTD与TMM求解纳米金属非局域薄膜吸收率的方法。采用FDTD方法获得金属的反射系数和透射系数,并反演得到非局域金属的等效介电常数。将等效介电常数及模型参数代入TMM中,计算出完整结构的电磁特性。结果表明,该方法能很好地解决FDTD离散网格过小造成的内存不足和TMM中纵向波矢带来的计算复杂问题,且能快速完成分层纳米结构反射率、透射率和吸收率的计算。     

金、银纳米结构中的非局域吸收特性

采用时域有限差分方法（FDTD）研究金、银纳米结构的非局域吸收。对金属材料的Drude-Lorentz模型进行离散差分,详细推导各项迭代系数。研究一维、二维、三维金、银纳米结构的吸收特性。讨论一维分层纳米薄膜吸收率与材料的关系。结果表明：非局域分层介质板仍然符合等效介质理论。在一维、二维情况下,金、银纳米结构的非局域吸收峰只与纳米尺度相关而与材料无关。三维纳米结构的非局域吸收特性不仅与纳米尺度相关还与材料特性相关。三维纳米结构尺度更小,非局域效应表现也更为明显,吸收峰的蓝移也更大。因此,三维纳米颗粒有望在纳米材料以及纳米器件的研究中发挥更大的作用。     

等离子体涂覆三维目标的改进Z FDTD方法分析

提出一种分析色散介质的改进Z-FDTD方法,将其与传统的Z-FDTD方法进行了对比,证明了其高效性与精确性。改进算法省略了中间变量D,直接对电场E进行傅里叶变换。改进后的算法与传统Z变换方法相比,具有公式简洁,编程简单,节约内存及计算时间的优点。应用此方法分析了非均匀等离子体覆盖三维目标的双站雷达散射截面(RCS)。计算结果表明合适的选择等离子体厚度可以在一定范围内减小目标的双站RCS,从而达到隐身效果。而改进算法的应用节约了计算机内存,在数值计算中引入此方法将会进一步降低计算时间提高效率。     

计算机模拟光波的干涉

采用时域有限差分方法模拟了光的干涉这一物理现象.在物理实验的教学过程中光学实验以其高精度、高复杂度使得在实验教学过程中产生了一些负面影响.学生往往花费了较大精力去调节仪器,最终却得不到满意的实验数据,甚至得不到正确的实验结果.针对这一问题,可以采用数值模拟的方法得到很好的解决.文中不但模拟了实验现象,还验证了实验的理论公式,使得学生在观察现象的同时,对理论公式也能产生深刻的认识,最终起到了良好的课堂效果.     

时域有限差分法求解微带结构S参数

应用时域有限差分(FDTD)方法对微带结构传输特性进行了研究,提出了一种可提高计算微波传输系统S参数效率的方法。通过记录参考点的电流与电压值,求得传输系统的输入阻抗Zin。利用传输线理论可以得到反射系数S11与传输阻抗Zin的关系。进一步推导得到了任意端口网络的传输系数Sn1与Zin的表达式。利用此方法避免了FDTD计算过程中入射波与反射波的分离问题,使建模更加紧凑,降低了计算机内存。在提高计算效率的同时也降低了编程计算的复杂度。     

一种面向Web服务的语义匹配方法

针对现有Web服务查找准确度不高的问题,提出一种Web服务语义匹配方法——MSURAP(matching semantic using relation and property).该方法在概念间基本推理关系的基础上进行细化,通过对概念间的属性,实例等语义关系比较分析,综合计算得到匹配值,使概念语义匹配准确度提高.实验结果表明,MSURAP在不增加服务查找时间前提下,提高了Web服务查准率.     

高温等离子体中太赫兹波的传输特性

通过解析方法研究了高温等离子体的太赫兹波传输特性.研究发现,高温等离子体对太赫兹波高频频段透过率较高,表现为通带;对低频频段透过率较低,表现为阻带.这与冷等离子体中电磁波的传输特性是一致的.但其透射率还受到温度与磁场的影响,当改变高温等离子体的电子温度与磁场时,在阻带内会产生一尖锐的透射峰.这种现象在冷等离子体模型中从来没有出现过.本文主要对电子温度和外加磁场两个影响因素进行讨论.研究发现,禁带内出现的透射峰频率受磁场影响,而峰值幅度受温度影响.计算得到了不同外加磁场条件下产生高透过率(透射率约为1)时的电子温度.基于该结果进一步研究了透射峰出现的规律,并通过曲线拟合的方法得到了透射峰频率所遵循的计算公式.数值结果表明透射峰频率与外磁场之间为正比例函数关系,而峰值电子温度取值与外磁场的关系表现为指数规律.最后对拟合得到的方程采用时域有限差分法进行了验证,数值结果与解析解符合较好,证明了该研究的正确性.     

基于时域有限差分法的各向异性铁氧体圆柱电磁散射分析

采用时域有限差分法(FDTD)求解了各向异性铁氧体材料覆盖金属圆柱的雷达散射截面(RCS).提出一种新的磁各向异性材料的离散方法,推导了磁化铁氧体的FDTD公式,并将其应用于分析二维铁氧体覆盖金属圆柱的散射.通过与移位算子法(SO-FDTD)对比证明了此方法的有效性.应用此方法求解了不同铁氧体参数影响下金属圆柱的RCS.数值结果表明,该方法正确可行,具有较高的计算效率.