無(wú)限元法在仿真微波無(wú)源器件中的應(yīng)用.pdf

1、隨著計(jì)算技術(shù)的飛速發(fā)展，使得有著高精確度和計(jì)算量大的有限元方法快速發(fā)展?，F(xiàn)今有限元方法已經(jīng)發(fā)展成為電磁問(wèn)題分析和計(jì)算的主流方法。由于有限元有著豐富的基函數(shù)，它對(duì)復(fù)雜的結(jié)構(gòu)和非均勻介質(zhì)問(wèn)題有很強(qiáng)的描述能力。有限元方法的運(yùn)用研究也越來(lái)越多，同時(shí)對(duì)于無(wú)限域問(wèn)題的處理也得到很大進(jìn)展。有限元法通過(guò)適當(dāng)?shù)木W(wǎng)格截?cái)?，得到虛擬邊界來(lái)實(shí)現(xiàn)無(wú)限空間的截?cái)?，并將它用?lái)處理實(shí)際問(wèn)題并取得了理想的結(jié)果。已經(jīng)有幾種比較經(jīng)典的無(wú)限域截?cái)嗟倪吔缣幚矸椒?，比如，PML匹

2、配層，邊界積分法等。每種方法都有其優(yōu)勢(shì)，當(dāng)然也存在一定的缺陷，對(duì)不同電磁問(wèn)題的處理也各有其局限性。所以對(duì)截?cái)噙吔缣幚韱?wèn)題的研究，存在其必要性。無(wú)限元法是有限元法中處理截?cái)噙吔鐔?wèn)題的一種方法，本文將使用無(wú)限元法處理截?cái)噙吔鐔?wèn)題。
　　本文的主要工作內(nèi)容：
　　首先討論了有限元方法基本原理，介紹了有限元方法實(shí)現(xiàn)的基本步驟。先介紹基函數(shù)的選取，棱邊元的編號(hào)，以及矩陣的合成，然后利用矢量有限元法對(duì)矩形諧振腔的本征值問(wèn)題進(jìn)行分析，得出

3、有限元矩陣，并計(jì)算得到最終結(jié)果。進(jìn)一步清晰了有限元方法的具體實(shí)施方法。
　　在矢量有限元的基礎(chǔ)上，本文緊接著通過(guò)伽遼金方法得出亥姆霍茲方程的弱形式。然后，通過(guò)一個(gè)實(shí)例進(jìn)行驗(yàn)證，對(duì)規(guī)則波導(dǎo)進(jìn)行截?cái)嗖⒗迷撊跣问浇Y(jié)合數(shù)值積分的方式進(jìn)行了計(jì)算，利用GSS軟件包計(jì)算得出結(jié)果，并利用VisIt軟件包通過(guò)最終的計(jì)算結(jié)果，畫(huà)出電場(chǎng)云圖和電場(chǎng)矢量圖。在該工作基礎(chǔ)上，通過(guò)亥姆霍茲方程弱形式并結(jié)合伽遼金方法，著手無(wú)限元方法的研究，通過(guò)一系列的計(jì)算推導(dǎo)