超电大目标电磁散射问题的积分方程区域分解方法研究
发布时间：2021-07-23 10:23
现代武器平台隐身设计、雷达目标识别和雷达反隐身技术研究等领域均需要对复杂目标的电磁散射特性进行准确分析。而在当前机载预警雷达和火控雷达的工作频率下,这些目标的电尺寸通常十分巨大,对其进行数值仿真所需要的计算资源也十分庞大。另外,随着隐身技术的发展,目标几何建模的精度不断提高,各种电小尺寸的细节结构和异型结构也逐渐被考虑进来,这给目标的电磁仿真带来更多困难:电大尺寸结构和电小尺寸结构共存,难以通过一体化剖分的方式获得利于计算的高质量共形网格;不同尺度的网格极易导致病态的系统矩阵,造成迭代法收敛缓慢甚至难以收敛,降低计算效率和计算精度。为了应对这些问题,本文开展了积分方程区域分解方法的研究,分别研究了一种适用于电大尺寸问题求解的重叠型区域分解方法和一种适用于电大多尺度问题求解的非重叠型区域分解方法。首先,本文在等效原理的基础上推导了表面积分方程,并详细介绍了矩量法的关键步骤,包括目标的几何建模与网格离散、基函数与测试函数的选取原则以及矩阵方程的求解等。针对性地介绍了加速矩矢相乘运算的多层快速多极子算法（MLFMA）和多层快速笛卡尔展开算法（MLACE）以及两者的混合形式。接着,本文提出了一...
【文章来源】：电子科技大学四川省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：147 页
【学位级别】：博士
【文章目录】：
摘要
abstract
第一章 绪论
1.1 研究工作的背景与意义
1.2 国内外研究历史与现状
1.3 本文的主要贡献与创新
1.4 本文的结构安排
第二章 积分方程方法及快速算法
2.1 引言
2.2 表面积分方程
2.3 积分方程的数值求解
2.3.1 矩量法的基本原理
2.3.2 目标的几何建模与离散
2.3.3 基函数和测试函数的选取
2.3.3.1 RWG基函数
2.3.3.2 CRWG基函数
2.3.4 矩阵方程的求解
2.4 快速算法
2.4.1 多层快速多极子算法
2.4.2 多层快速笛卡尔展开算法
2.4.3 混合快速算法
2.5 本章小结
第三章 简洁的重叠型区域分解方法
3.1 引言
3.2 SODDM基本原理
3.3 内外迭代求解流程
3.4 数值算例
3.4.1 NASA杏仁核的电磁散射
3.4.2 立方体的电磁散射
3.4.3 飞机的电磁散射
3.4.4 应用实例
3.5 本章小结
第四章 非重叠型区域分解方法
4.1 引言
4.2 IEDG-DDM
4.2.1 方程的建立及离散
4.2.2 预处理的矩阵方程
4.3 数值算例
4.3.1 矩阵特征值分布
4.3.1.1 金属球
4.3.1.2 金属立方体
4.3.2 迭代收敛速度
4.3.2.1 收敛性与分区数目的关系
4.3.2.2 收敛性与剖分尺寸的关系
4.3.2.3 收敛性与工作频率的关系
4.3.3 计算精度
4.3.3.1 金属球
4.3.3.2 金属圆柱
4.3.3.3 金属圆锥
4.3.4 航母的电磁散射
4.4 本章小结
第五章 薄涂敷目标电磁散射分析的区域分解方法
5.1 引言
5.2 IBC基本原理
5.3 改进的IBC方法
5.3.1 方程形式
5.3.2 数值算例
5.3.2.1 均匀涂敷球的电磁散射
5.3.2.2 部分涂敷导弹的电磁散射
5.4 IBC-IEDG-DDM
5.4.1 方程的建立及离散
5.4.2 预处理的矩阵方程
5.4.3 数值算例
5.4.3.1 均匀涂敷球的电磁散射
5.4.3.2 部分涂敷圆台的电磁散射
5.4.3.3 部分涂敷飞机的电磁散射
5.5 本章小结
第六章 高阶叠层矢量基函数在区域分解方法中的应用
6.1 引言
6.2 高阶叠层矢量基函数
6.3 HO-IEDG-DDM
6.4 数值算例
6.4.1 金属球的电磁散射
6.4.2 圆锥结构的电磁散射
6.4.3 复杂多尺度飞机的电磁散射
6.5 本章小结
第七章 全文总结与展望
7.1 全文总结
7.2 后续工作展望
致谢
参考文献
攻读博士学位期间取得的成果
【参考文献】：
期刊论文
[1]混合场积分方程结合MLFMA分析导体介质复合目标电磁散射问题[J]. 阙肖峰,聂在平,胡俊. 电子学报. 2007(11)
[2]三维电大目标散射求解的多层快速多极子方法[J]. 胡俊,聂在平,王军,邹光先,胡颉. 电波科学学报. 2004(05)
[3]飞行器表面电磁缺陷及雷达吸波材料应用[J]. 桑建华,周海. 航空材料学报. 2003(02)
博士论文
[1]多尺度结构电磁辐射/散射问题的积分方程方法及快速算法[D]. 郑宇腾.电子科技大学 2017
[2]基于分层媒质格林函数的积分方程快速算法研究及其应用[D]. 郭兰维.电子科技大学 2016
[3]面向工程应用的积分方程区域分解方法研究[D]. 赵冉.电子科技大学 2016
[4]基于积分方程区域分解法的研究及应用[D]. 江明.电子科技大学 2016
[5]基于电磁场积分方程的区域分解方法研究[D]. 郑开来.东南大学 2015
[6]基于高阶叠层矢量基函数的快速算法研究[D]. 任仪.电子科技大学 2009
[7]导体介质组合目标电磁问题的精确建模和快速算法研究[D]. 阙肖峰.电子科技大学 2008
[8]电大尺寸含腔体复杂目标矢量电磁散射一体化精确建模与高效算法研究[D]. 王浩刚.电子科技大学 2001
硕士论文
[1]基于积分方程方法的多尺度和多组分问题的若干研究[D]. 付欣.电子科技大学 2013
[2]高阶数值方法的关键技术研究[D]. 杨培刚.电子科技大学 2013
[3]电磁散射分析中的非重叠型区域分解方法[D]. 黄磊.南京理工大学 2013
[4]金属散射问题的积分方程区域分解法[D]. 董炀.西安电子科技大学 2013
[5]具有精细结构目标电磁散射分析的快速算法研究[D]. 张抗抗.电子科技大学 2011
本文编号：3299112
【文章来源】：电子科技大学四川省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：147 页
【学位级别】：博士
【文章目录】：
摘要
abstract
第一章 绪论
1.1 研究工作的背景与意义
1.2 国内外研究历史与现状
1.3 本文的主要贡献与创新
1.4 本文的结构安排
第二章 积分方程方法及快速算法
2.1 引言
2.2 表面积分方程
2.3 积分方程的数值求解
2.3.1 矩量法的基本原理
2.3.2 目标的几何建模与离散
2.3.3 基函数和测试函数的选取
2.3.3.1 RWG基函数
2.3.3.2 CRWG基函数
2.3.4 矩阵方程的求解
2.4 快速算法
2.4.1 多层快速多极子算法
2.4.2 多层快速笛卡尔展开算法
2.4.3 混合快速算法
2.5 本章小结
第三章 简洁的重叠型区域分解方法
3.1 引言
3.2 SODDM基本原理
3.3 内外迭代求解流程
3.4 数值算例
3.4.1 NASA杏仁核的电磁散射
3.4.2 立方体的电磁散射
3.4.3 飞机的电磁散射
3.4.4 应用实例
3.5 本章小结
第四章 非重叠型区域分解方法
4.1 引言
4.2 IEDG-DDM
4.2.1 方程的建立及离散
4.2.2 预处理的矩阵方程
4.3 数值算例
4.3.1 矩阵特征值分布
4.3.1.1 金属球
4.3.1.2 金属立方体
4.3.2 迭代收敛速度
4.3.2.1 收敛性与分区数目的关系
4.3.2.2 收敛性与剖分尺寸的关系
4.3.2.3 收敛性与工作频率的关系
4.3.3 计算精度
4.3.3.1 金属球
4.3.3.2 金属圆柱
4.3.3.3 金属圆锥
4.3.4 航母的电磁散射
4.4 本章小结
第五章 薄涂敷目标电磁散射分析的区域分解方法
5.1 引言
5.2 IBC基本原理
5.3 改进的IBC方法
5.3.1 方程形式
5.3.2 数值算例
5.3.2.1 均匀涂敷球的电磁散射
5.3.2.2 部分涂敷导弹的电磁散射
5.4 IBC-IEDG-DDM
5.4.1 方程的建立及离散
5.4.2 预处理的矩阵方程
5.4.3 数值算例
5.4.3.1 均匀涂敷球的电磁散射
5.4.3.2 部分涂敷圆台的电磁散射
5.4.3.3 部分涂敷飞机的电磁散射
5.5 本章小结
第六章 高阶叠层矢量基函数在区域分解方法中的应用
6.1 引言
6.2 高阶叠层矢量基函数
6.3 HO-IEDG-DDM
6.4 数值算例
6.4.1 金属球的电磁散射
6.4.2 圆锥结构的电磁散射
6.4.3 复杂多尺度飞机的电磁散射
6.5 本章小结
第七章 全文总结与展望
7.1 全文总结
7.2 后续工作展望
致谢
参考文献
攻读博士学位期间取得的成果
【参考文献】：
期刊论文
[1]混合场积分方程结合MLFMA分析导体介质复合目标电磁散射问题[J]. 阙肖峰,聂在平,胡俊. 电子学报. 2007(11)
[2]三维电大目标散射求解的多层快速多极子方法[J]. 胡俊,聂在平,王军,邹光先,胡颉. 电波科学学报. 2004(05)
[3]飞行器表面电磁缺陷及雷达吸波材料应用[J]. 桑建华,周海. 航空材料学报. 2003(02)
博士论文
[1]多尺度结构电磁辐射/散射问题的积分方程方法及快速算法[D]. 郑宇腾.电子科技大学 2017
[2]基于分层媒质格林函数的积分方程快速算法研究及其应用[D]. 郭兰维.电子科技大学 2016
[3]面向工程应用的积分方程区域分解方法研究[D]. 赵冉.电子科技大学 2016
[4]基于积分方程区域分解法的研究及应用[D]. 江明.电子科技大学 2016
[5]基于电磁场积分方程的区域分解方法研究[D]. 郑开来.东南大学 2015
[6]基于高阶叠层矢量基函数的快速算法研究[D]. 任仪.电子科技大学 2009
[7]导体介质组合目标电磁问题的精确建模和快速算法研究[D]. 阙肖峰.电子科技大学 2008
[8]电大尺寸含腔体复杂目标矢量电磁散射一体化精确建模与高效算法研究[D]. 王浩刚.电子科技大学 2001
硕士论文
[1]基于积分方程方法的多尺度和多组分问题的若干研究[D]. 付欣.电子科技大学 2013
[2]高阶数值方法的关键技术研究[D]. 杨培刚.电子科技大学 2013
[3]电磁散射分析中的非重叠型区域分解方法[D]. 黄磊.南京理工大学 2013
[4]金属散射问题的积分方程区域分解法[D]. 董炀.西安电子科技大学 2013
[5]具有精细结构目标电磁散射分析的快速算法研究[D]. 张抗抗.电子科技大学 2011
本文编号：3299112
本文链接：https://www.wllwen.com/kejilunwen/dianzigongchenglunwen/3299112.html
