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《南京理工大学》 2006年
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复杂电磁问题的快速分析和软件实现

丁大志  
【摘要】: 如何快速、准确地分析三维复杂目标的电磁特性,长期以来一直是计算电磁学领域的研究重点。本文从迭代加速算法和基函数两个方面出发,同现有的快速算法:多层快速多极子方法(MLFMM)和快速傅立叶变换(FFT)相结合,在有效分析复杂目标的电磁特性上做了一系列工作。主要包括以下几个方面: 1.深入研究了矩量法的基本原理。对各种基函数的应用以及基于平面和曲面RWG基函数奇异性和近奇异性的处理进行了详细研究,并通过实例验证程序的正确性。 2.研究了共轭梯度-快速傅立叶变换方法(CG-FFT)方法用于分析三维介质体的散射问题,并针对大介电常数介质体散射问题应用灵活广义最小余量法(FGMRES)和松散广义最小余量法(LGMRES)加速收敛,提高计算效率。并在详细研究有限元边界积分方法(FE-BI)的基础上,将FGMRES-FFT算法与FE-BI方法结合用于分析背腔式贴片天线及天线阵列的散射和辐射特性,改善收敛效果 3.详细研究了稀疏矩阵/规则网格方法(SMCG),探讨了影响稀疏矩阵/规则网格方法性能的因素,并将广义积型双共轭梯度方法(GPBi-CG)结合三维SMCG方法分析随机分布的介质球的散射问题,提高收敛速度。 4.在深入研究和应用多层快速多极子方法(MLFMM)的基础上,将高阶插值型矢量基函数结合MLFMM分析电大目标的电磁特性,针对高阶基函数形成的矩阵条件数变大,致使收敛变慢的问题,发展了稀疏化近场矩阵预条件技术加快基于高阶插值型矢量基函数的MLFMM的收敛速度。 5.提出了一种新的高阶叠层矢量基函数应用于矩量法中,并与MLFMM结合用于分析电大目标的散射问题。在此基础上,发展了一种基于FGMRES方法的两重网格迭代算法改善收敛效果。 6.研究开发了一套可视化的实用电磁仿真工具软件,用于分析电大尺寸目标的电磁散射特性。通过与标准体的解析解和测量数据相比较,验证了电磁仿真软件的准确性和可靠性。
【学位授予单位】:南京理工大学
【学位级别】:博士
【学位授予年份】:2006
【分类号】:TN011;TP311.52

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【引证文献】
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2 赵勋旺;复杂电磁环境中快速多极子方法的研究与应用[D];西安电子科技大学;2008年
3 蔡迎春;层状非均匀介质介电特性反演分析[D];大连理工大学;2008年
4 任仪;基于高阶叠层矢量基函数的快速算法研究[D];电子科技大学;2009年
5 王文举;时域积分方程快速算法及并行计算的研究与应用[D];国防科学技术大学;2009年
6 覃宇建;复杂系统电磁兼容性分析方法研究[D];国防科学技术大学;2009年
7 崔志伟;复杂粒子对任意入射高斯波束散射的数值方法研究[D];西安电子科技大学;2012年
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7 张博;等效原理算法及其结合快速算法分析目标的电磁散射[D];西安电子科技大学;2013年
8 李洋;基于图论的GPS加速的多层格林函数插值法研究[D];西安电子科技大学;2013年
【参考文献】
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1 丁卫平,徐金平;带有腔体或槽缝的电大尺寸目标电磁散射特性分析[J];电子学报;2002年06期
2 阙肖峰;聂在平;宗显政;;复杂金属载体上线天线的MoM分析[J];微波学报;2006年05期
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1 王浩刚;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];电子科技大学;2001年
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1 弓晓东;复杂目标电磁散射精确建模的高阶快速多极子方法[D];电子科技大学;2003年
【共引文献】
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1 闫四玉,龚志强,揭小平;基于特征的注射模型芯型腔自动创建实现方法[J];工程塑料应用;2003年11期
2 钟读贤;;小波分析在矩量法中的应用[J];合肥师范学院学报;2011年03期
3 吴和生;谈谈《经济数学》教学幻灯片的制作[J];安徽广播电视大学学报;2000年01期
4 陈绍平;;线栅天线通用程序的分析与计算[J];安徽大学学报(自然科学版);1991年01期
5 付彪,吴先良,李世雄;小波变换法求电磁波动方程的高频解[J];安徽大学学报(自然科学版);1999年03期
6 丁文国,张华;基于场景平面诱导单应对Sherman-Morrison公式的证明[J];安徽大学学报(自然科学版);2004年04期
7 孙玉发,陈明生,任志军;应用DWT-Chebyshev方法计算宽带雷达散射截面[J];安徽大学学报(自然科学版);2005年04期
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1 盛磊;于晓波;刘旨春;高策;;光电经纬仪三维视频模拟仿真系统及遮挡效果的实现[A];第九届全国信息获取与处理学术会议论文集Ⅱ[C];2011年
2 施鹤年;蒋仁培;陈清河;;铁氧体波导中电磁场传播问题的有限元分析[A];1987年全国微波会议论文集(上)[C];1987年
3 黄拳章;郑小平;;求解混合边界板弯问题的Trefftz边界配点法[A];北京力学会第14届学术年会论文集[C];2008年
4 彭朕;盛新庆;;介质填充波导高次模求解的快速边缘元算法[A];2005年海峡两岸三地无线科技学术会论文集[C];2005年
5 谭美超;杜新喜;吴艳姣;;基于ObjectARX的门式刚架软件开发[A];钢结构工程研究(七)——中国钢结构协会结构稳定与疲劳分会2008年学术交流会论文集[C];2008年
6 程海峰;周永江;陈朝辉;曹义;刘海韬;;Jaumann吸收体的优化设计[A];2006年全国功能材料学术年会专辑(Ⅲ)[C];2006年
7 刘春生;孙守军;蒋慧亮;;农业气候资源动态监测评价系统[A];黑龙江省气象科技交流会论文集[C];2007年
8 许占显;;缺陷对隐身性能的影响与检测[A];晋冀鲁豫鄂蒙川云贵甘沪湘十二省区市机械工程学会2007年学术年会论文集(河南、贵州分册)[C];2007年
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4 荆燕飞;线性方程组迭代法与预条件技术及在电磁散射计算中的应用[D];电子科技大学;2010年
5 任志刚;预条件算法及在电磁场数值模拟中的应用[D];电子科技大学;2010年
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1 刘鹏;煤粉永磁强磁滤器的研究[D];河南理工大学;2010年
2 李新蕾;金属磁记忆检测机理的试验研究与有限元仿真[D];南昌航空大学;2010年
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5 石尖锋;数字服装边界提取与编辑研究[D];浙江理工大学;2010年
6 曹国光;舰船短波天线近远场研究[D];哈尔滨工程大学;2010年
7 刘肖峰;基于MOM的天线耦合研究[D];哈尔滨工程大学;2010年
8 谭洪颂;基于GPU加速的真实感渲染系统研究与实现[D];大连理工大学;2010年
9 吕艳;反走样技术和滤波技术在地图可视化表达中的应用[D];辽宁工程技术大学;2009年
10 吴可旸;校园智能—卡通研究及其实现[D];苏州大学;2010年
【同被引文献】
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1 年丰;董硕;周乐柱;夏明耀;;三维电磁辐射问题混合阶矢量基有限元完全匹配层方法的研究[J];北京大学学报(自然科学版);2007年01期
2 王群,李永卿,陈静,周美玲;110 kV高压输电线路电磁场分析及评价[J];北京工业大学学报;2005年03期
3 欧阳兴,陈中奎,施法中;有限元网格结点编号[J];北京航空航天大学学报;2002年03期
4 万继响,张玉,梁昌洪;任意导体与线天线连接问题的MoM分析[J];电波科学学报;2003年05期
5 徐敬波,薄亚明;MEI系数循环卷积的快速解法[J];电波科学学报;2004年01期
6 赵延文,聂在平,徐建华,武胜波;时域电场积分方程的稳定求解[J];电波科学学报;2004年02期
7 徐利明,聂在平,胡俊;半空间环境中任意位置三维导体目标的电磁建模[J];电波科学学报;2005年03期
8 胡俊;王晓峰;聂在平;肖运辉;;三维目标电磁散射的自适应积分方法[J];电波科学学报;2007年04期
9 任仪;聂在平;赵延文;;基于高阶叠层基函数的加速迭代求解方法[J];电波科学学报;2008年01期
10 袁军;邱扬;刘其中;郭景丽;谢拥军;;自适应多层快速多极子算法及其并行算法[J];电波科学学报;2008年03期
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1 韩一平;椭球粒子对高斯波束的散射[D];西安电子科技大学;2000年
2 王浩刚;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];电子科技大学;2001年
3 姚海英;介质以及涂敷介质结构电磁散射特性的基础研究——积分方程法及其快速求解[D];电子科技大学;2002年
4 张玉;FDTD与矩量法的关键技术及并行电磁计算应用研究[D];西安电子科技大学;2004年
5 宋超;非结构化自适应有限元网格生成的AFT方法[D];大连理工大学;2004年
6 董健;边界积分方程及快速算法在分析复杂电磁问题中的研究与应用[D];国防科学技术大学;2005年
7 潘小敏;计算电磁学中的并行技术及其应用[D];中国科学院研究生院(电子学研究所);2006年
8 白璐;多粒子对高斯波束的相干散射[D];西安电子科技大学;2006年
9 周东明;时域积分方程快速算法及其应用研究[D];国防科学技术大学;2006年
10 樊振宏;电磁散射分析中的快速方法[D];南京理工大学;2007年
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1 李明磊;复杂目标电磁散射分析中的参数化建模及并行求解[D];西安电子科技大学;2011年
2 张云峰;电磁场问题层次型矩阵快速算法的研究[D];南京邮电大学;2011年
3 李毅;电磁场中的快速多极子方法研究[D];中国人民解放军国防科学技术大学;2002年
4 张奕;特征基函数法及其在电磁散射中的应用[D];安徽大学;2005年
5 任华;板料成形模拟中的曲面网格划分和节点编号优化的研究[D];南昌大学;2005年
6 黄朝军;随机簇团粒子全极化电磁散射特性研究[D];西安电子科技大学;2006年
7 熊丽;GMRES迭代算法的加速技术在快速傅立叶变换分析介质散射中的应用[D];南京理工大学;2006年
8 商磊;大规模线性方程组求解的并行算法及应用[D];西北工业大学;2007年
9 徐晶;缝隙电磁散射的算法研究[D];电子科技大学;2007年
10 王宝和;电磁拓扑中BLT方程的建立及应用研究[D];国防科学技术大学;2006年
【二级引证文献】
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1 李金艳;赵延文;聂在平;任仪;;时间步进算法中阻抗矩阵的高效存储新方法[J];电波科学学报;2010年04期
2 王文举;吕帅;;快速电磁计算软件包设计与应用[J];电脑编程技巧与维护;2012年24期
3 孟美丽;;雷达回波波幅推求介电常数的误差分析与提高精度方法研究[J];路基工程;2011年04期
4 李高升;覃宇建;蒋耀明;何建国;;求解传输线网络响应的BLT方程方法[J];空间电子技术;2012年04期
5 黎刚果;汪洋;闫松;周庭伊;杨晰;石彬;;扩展底面角反射体RCS特性分析及其应用[J];无线电工程;2013年07期
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1 尹文禄;高阶矢量有限元方法在电磁领域中的研究及应用[D];国防科学技术大学;2010年
2 向道朴;微多普勒回波模拟与微动特征提取技术研究[D];国防科学技术大学;2010年
3 肖科;体面结合积分方程及快速算法在复杂电磁问题中的分析与应用[D];国防科学技术大学;2011年
4 葛欣宏;光电系统的电磁兼容设计技术研究[D];中国科学院研究生院(长春光学精密机械与物理研究所);2011年
5 李颖;时域积分方程快速算法研究[D];国防科学技术大学;2009年
6 王文举;时域积分方程快速算法及并行计算的研究与应用[D];国防科学技术大学;2009年
7 覃宇建;复杂系统电磁兼容性分析方法研究[D];国防科学技术大学;2009年
8 杨伟;三维复杂粗糙海面电磁散射建模研究与特性分析[D];电子科技大学;2012年
9 朱明达;时域积分方程及其混合算法在电磁脉冲效应中的研究与应用[D];上海交通大学;2012年
10 崔志伟;复杂粒子对任意入射高斯波束散射的数值方法研究[D];西安电子科技大学;2012年
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1 吕超杰;各向异性介质与导体组合目标电磁散射的快速算法研究[D];西安电子科技大学;2010年
2 余青;舰载平台多天线辐射特性及电磁兼容性研究[D];西安电子科技大学;2011年
3 冯祥;三维电磁散射高效求解的积分方程高阶网格方法研究[D];电子科技大学;2011年
4 任思;基于积分方程方法的新型基函数的研究[D];电子科技大学;2011年
5 谢晓莉;基于FDTD的刚性路面脱空探地雷达电磁波数值模拟[D];郑州大学;2011年
6 金博;路面非均匀介质雷达电磁波传播模拟的多频成分合成方法[D];郑州大学;2011年
7 吴小川;复杂舰船环境下电磁场分布特性研究[D];哈尔滨工业大学;2010年
8 高健哲;舰船短波多天线优化布局仿真研究[D];哈尔滨工业大学;2011年
9 王欣;超宽带无线通信发射系统的电磁兼容研究[D];河北工业大学;2011年
10 郑楷;用于复杂平台上天线特性分析的高阶矩量法研究[D];电子科技大学;2010年
【二级参考文献】
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1 闫玉波,李清亮;复杂载体短波天线特性的FDTD模拟与分析[J];电波科学学报;2004年02期
2 郭景丽,刘其中,纪奕才;精确分析任意导体地面上的套筒单极子天线[J];电波科学学报;2004年05期
3 胡劼,胡俊,聂在平,温剑;一种自适应的射线传播多层快速多极子方法[J];电波科学学报;2004年06期
4 聂在平,W.C.Chew,Q.H.Liu;电磁波对轴对称二维层状介质的散射[J];地球物理学报;1992年04期
5 聂在平,胡俊,姚海英,王浩刚;用于复杂目标三维矢量散射分析的快速多极子方法[J];电子学报;1999年06期
6 胡俊,聂在平;二维多导电柱体电磁散射的快速算法[J];电子学报;1999年06期
7 王浩刚,聂在平;一种求解单站RCS的高效算法[J];电子学报;1999年09期
8 王浩刚,聂在平;三维矢量散射积分方程中奇异性的分析[J];电子学报;1999年12期
9 王浩刚,聂在平,王军;对三维多层快速多极子方法中不变项计算的优化[J];电子学报;2000年09期
10 姚海英,聂在平;三维矢量散射分析中奇异积分的准确计算方法[J];电子科学学刊;2000年03期
中国博士学位论文全文数据库 前1条
1 王浩刚;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];电子科技大学;2001年
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1 刘贤峰;腔体电磁散射特性的建模与校模[D];电子科技大学;2000年
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8 马昌凤;多媒质中低频电磁问题A-φ方法的有限元分析[J];工程数学学报;2005年05期
9 陈晓坤;高强;;有理降阶模型在电磁问题中的应用[J];安徽大学学报(自然科学版);2006年01期
10 蒲洋,闫丽萍,刘长军;并行FDTD算法初步研究[J];四川大学学报(自然科学版);2005年05期
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1 翟会清;王莉娜;梁昌洪;;金属与介质混合电磁问题研究[A];2011年全国微波毫米波会议论文集(下册)[C];2011年
2 范小平;梁昌洪;郑兆翁;;电磁问题中的数值保角变换[A];1987年全国微波会议论文集(上)[C];1987年
3 曹礼群;罗剑兰;;复相介质与界面电磁问题的多物理模型与计算[A];第二届全国背散射电子衍射(EBSD)技术及其应用学术会议暨第六届全国材料科学与图像科技学术会议论文集[C];2007年
4 梁昌洪;;值得研究的几个电磁问题[A];1997年全国微波会议论文集(上册)[C];1997年
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6 肖运辉;;FEKO在汽车电磁问题仿真中的应用[A];2010重庆汽车工程学会年会论文专辑[C];2010年
7 甘艳;;组合网格法及其在电磁问题中的应用[A];中南七省(区)电力系统专业委员会第二十二届联合学术年会论文集[C];2007年
8 沈文辉;周希朗;单志勇;曹伟;;电磁问题的特征模方法及其在天线分析中的应用[A];2003'全国微波毫米波会议论文集[C];2003年
9 朱剑;平学伟;陈如山;;撕裂-对接法结合有限元法分析复杂电磁问题[A];2007年全国微波毫米波会议论文集(上册)[C];2007年
10 梁青云;孙成祥;何小祥;;ICCG方法在时域有限元法分析二维电磁问题中的应用[A];2009年全国微波毫米波会议论文集(下册)[C];2009年
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2 四川移动通信有限责任公司 高洁;注重防范控制诉讼风险[N];人民邮电;2002年
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1 朱汉清;区域分解法在电磁问题分析中的应用研究[D];电子科技大学;2002年
2 陈敏;高温超导变压器中电磁问题的研究[D];中国科学院研究生院(电工研究所);2004年
3 田瑾;电磁问题分析中的有限元方程组的快速求解技术[D];西安电子科技大学;2012年
4 丁大志;复杂电磁问题的快速分析和软件实现[D];南京理工大学;2006年
5 刘子梁;MoM-UTD混合方法和高阶矩量法关键技术研究及其在电磁问题中的应用[D];西安电子科技大学;2007年
6 肖科;体面结合积分方程及快速算法在复杂电磁问题中的分析与应用[D];国防科学技术大学;2011年
7 王恩成;基于FDTD的环行器和天线研究[D];大连海事大学;2008年
8 赵勋旺;复杂电磁环境中快速多极子方法的研究与应用[D];西安电子科技大学;2008年
9 孙兵兵;基于FDTD算法的介观及微观物理问题的研究[D];安徽大学;2013年
10 周东明;时域积分方程快速算法及其应用研究[D];国防科学技术大学;2006年
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1 王亚东;方舱电磁屏蔽效能的关键技术[D];西安电子科技大学;2011年
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