时域间断伽辽金方法在色散材料中的应用
发布时间：2022-10-04 16:44
随着科技的发展,经常会面对复杂电磁环境和多尺度装备等问题,因此人们对高性能电磁仿真技术的要求越来越高。在数值计算方法中,时域方法包含了每一个时刻的信息,根据这些信息可以通过傅里叶变换得到宽频带的频域信息,因此复杂电磁环境中所具有的瞬态和宽带特征能得到很好的解决。在网格划分的过程中,非结构性网格能够更加精确的拟合复杂的几何模型,因此能很好的解决多尺度装备中精细结构的网格划分。要解决复杂电磁环境和多尺度装备问题必须满足以上两个要求,时域间断伽辽金方法（DGTD）正好能解决这一问题。本文将以应用DGTD算法解决纳米金球的电磁散射特性为目标,主要研究真空中DGTD算法的基本理论推导及其简单应用,从而进一步研究DGTD算法在纳米光学中应用。其主要工作概况如下:1.从真空中的麦克斯韦方程组出发,采用四面体网格进行网格划分,应用间断伽辽金方法得到麦克斯韦方程的半离散形式,采用显示时间格式（如蛙跳时间格式）进行时间离散,得到真空中麦克斯韦方程的全离散形式。2.应用数值通量的方法,推导出理想电壁边界条件（PEC）和一阶吸收边界条件（ABC）在DGDT方法中的具体表达式。分别通过对谐振腔中最低次模式场的仿...
【文章页数】：69 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
abstract
第一章 绪论
1.1 研究背景及意义
1.2 国内外研究现状
1.3 本文的主要研究工作
1.4 本文内容安排
第二章 时域间断伽辽金方法及应用
2.1 时域间断伽辽金方法理论
2.1.1 伽辽金方法
2.1.2 间断伽辽金方法
2.1.3 时间离散
2.2 插值基函数
2.2.1 结点基函数
2.2.2 矢量棱边基函数
2.3 计算实例
2.3.1 理想电壁边界条件
2.3.2 谐振腔仿真
2.4 本章小节
第三章 电磁散射问题的研究
3.1 索末菲辐射条件
3.2 吸收边界条件
3.3 计算实例
3.3.1 加源方式
3.3.2 矩阵的生成
3.3.3 雷达散射截面的计算
3.3.4 金属球散射
3.4 本章小结
第四章 色散介质DGTD算法
4.1 Drude色散模型
4.1.1 推导色散模型
4.1.2 Drude色散模型DGTD算法
4.1.3 计算实例
4.2 广义色散模型
4.2.1 广义色散模型DGTD算法
4.2.2 计算实例
4.3 纳米金球散射
4.4 等离子鞘套的色散问题的研究
4.5 本章小结
第五章 总结与展望
致谢
参考文献
攻读硕士学位期间取得的成果
【参考文献】：
期刊论文
[1]时域非连续伽辽金法在谐振腔中的应用[J]. 杨谦,魏兵,李林茜,葛德彪,王飞. 电波科学学报. 2016(04)
[2]一个适用于数值计算的金属色散模型分析研究[J]. 苏杰,孙诚,王晓秋. 光电子.激光. 2013(02)
[3]混合尺寸目标电磁计算的时域伪谱/有限体积混合方法[J]. 邓聪,彭达,尹文禄,柴舜连,毛钧杰. 国防科技大学学报. 2010(02)
[4]基于Mie级数的金属球被双负介质覆盖的电磁散射[J]. 王茂琰,徐军,吴健,吴万芳. 系统工程与电子技术. 2008(11)
[5]金属球的雷达截面和标准金属球[J]. 淦元柳. 光电对抗与无源干扰. 2001(04)
博士论文
[1]无条件稳定的快速时域算法及应用研究[D]. 陈伟军.电子科技大学 2014
[2]复杂色散介质电磁散射的FDTD算法及其改进方法的研究[D]. 艾夏.西安电子科技大学 2013
[3]求解时域麦克斯韦方程组的间断伽略金方法[D]. 汪波.湖南师范大学 2011
[4]基于DSP的色散介质FDTD算法及相关问题研究[D]. 张玉强.西安电子科技大学 2009
[5]时域有限元电磁计算方法的研究[D]. 杜磊.南京理工大学 2010
[6]时域有限元法及其截断边界条件的研究[D]. 张双文.西南交通大学 2008
[7]高阶时域电磁计算方法[D]. 史琰.西安电子科技大学 2005
[8]色散媒质的瞬态电磁特性研究[D]. 汪彤.上海大学 2001
硕士论文
[1]时域不连续伽辽金法在计算电磁学中的应用[D]. 王俊.西安电子科技大学 2015
[2]无限元法在仿真微波无源器件中的应用[D]. 闫乐乐.电子科技大学 2015
[3]基于曲边六面体的时域间断伽略金方法研究[D]. 寇龙泽.国防科学技术大学 2012
[4]吸收边界条件的研究及其在电磁散射中的应用[D]. 周庆华.湖南大学 2009
[5]基于三棱柱网格的三维矢量有限元方法研究[D]. 邓攀.南京理工大学 2008
本文编号：3685393
【文章页数】：69 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
abstract
第一章 绪论
1.1 研究背景及意义
1.2 国内外研究现状
1.3 本文的主要研究工作
1.4 本文内容安排
第二章 时域间断伽辽金方法及应用
2.1 时域间断伽辽金方法理论
2.1.1 伽辽金方法
2.1.2 间断伽辽金方法
2.1.3 时间离散
2.2 插值基函数
2.2.1 结点基函数
2.2.2 矢量棱边基函数
2.3 计算实例
2.3.1 理想电壁边界条件
2.3.2 谐振腔仿真
2.4 本章小节
第三章 电磁散射问题的研究
3.1 索末菲辐射条件
3.2 吸收边界条件
3.3 计算实例
3.3.1 加源方式
3.3.2 矩阵的生成
3.3.3 雷达散射截面的计算
3.3.4 金属球散射
3.4 本章小结
第四章 色散介质DGTD算法
4.1 Drude色散模型
4.1.1 推导色散模型
4.1.2 Drude色散模型DGTD算法
4.1.3 计算实例
4.2 广义色散模型
4.2.1 广义色散模型DGTD算法
4.2.2 计算实例
4.3 纳米金球散射
4.4 等离子鞘套的色散问题的研究
4.5 本章小结
第五章 总结与展望
致谢
参考文献
攻读硕士学位期间取得的成果
【参考文献】：
期刊论文
[1]时域非连续伽辽金法在谐振腔中的应用[J]. 杨谦,魏兵,李林茜,葛德彪,王飞. 电波科学学报. 2016(04)
[2]一个适用于数值计算的金属色散模型分析研究[J]. 苏杰,孙诚,王晓秋. 光电子.激光. 2013(02)
[3]混合尺寸目标电磁计算的时域伪谱/有限体积混合方法[J]. 邓聪,彭达,尹文禄,柴舜连,毛钧杰. 国防科技大学学报. 2010(02)
[4]基于Mie级数的金属球被双负介质覆盖的电磁散射[J]. 王茂琰,徐军,吴健,吴万芳. 系统工程与电子技术. 2008(11)
[5]金属球的雷达截面和标准金属球[J]. 淦元柳. 光电对抗与无源干扰. 2001(04)
博士论文
[1]无条件稳定的快速时域算法及应用研究[D]. 陈伟军.电子科技大学 2014
[2]复杂色散介质电磁散射的FDTD算法及其改进方法的研究[D]. 艾夏.西安电子科技大学 2013
[3]求解时域麦克斯韦方程组的间断伽略金方法[D]. 汪波.湖南师范大学 2011
[4]基于DSP的色散介质FDTD算法及相关问题研究[D]. 张玉强.西安电子科技大学 2009
[5]时域有限元电磁计算方法的研究[D]. 杜磊.南京理工大学 2010
[6]时域有限元法及其截断边界条件的研究[D]. 张双文.西南交通大学 2008
[7]高阶时域电磁计算方法[D]. 史琰.西安电子科技大学 2005
[8]色散媒质的瞬态电磁特性研究[D]. 汪彤.上海大学 2001
硕士论文
[1]时域不连续伽辽金法在计算电磁学中的应用[D]. 王俊.西安电子科技大学 2015
[2]无限元法在仿真微波无源器件中的应用[D]. 闫乐乐.电子科技大学 2015
[3]基于曲边六面体的时域间断伽略金方法研究[D]. 寇龙泽.国防科学技术大学 2012
[4]吸收边界条件的研究及其在电磁散射中的应用[D]. 周庆华.湖南大学 2009
[5]基于三棱柱网格的三维矢量有限元方法研究[D]. 邓攀.南京理工大学 2008
本文编号：3685393
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