時(shí)變等離子體目標(biāo)的電磁散射特性及相關(guān)并行算法的研究.pdf

1、目前，等離子體的電磁特性研究是一熱門的課題，尤其是其在軍事目標(biāo)隱身領(lǐng)域的研究正越來越受到世界各國的重視。然而，就現(xiàn)實(shí)生活中的等離子體而言，其頻率具有隨著時(shí)間發(fā)生改變的特點(diǎn)。因此，相對(duì)于非時(shí)變等離子體，對(duì)時(shí)變等離子體電磁特性的研究具有更加重要的現(xiàn)實(shí)意義和更為廣闊的應(yīng)用前景。除此以外，隨著實(shí)際工程中計(jì)算目標(biāo)的電尺寸的逐漸增大，單個(gè)計(jì)算機(jī)所擁有的處理器、內(nèi)存等計(jì)算資源已經(jīng)很難達(dá)到實(shí)際科研和工程的需求。相對(duì)于傳統(tǒng)的串行算法，并行算法能夠利用多個(gè)

2、處理器或計(jì)算機(jī)來對(duì)同一個(gè)目標(biāo)進(jìn)行計(jì)算。因此，將并行系統(tǒng)應(yīng)用于對(duì)電大尺寸目標(biāo)的計(jì)算，是解決上述問題的可能手段之一。
　　論文對(duì)適用于時(shí)變等離子體的時(shí)域有限差分(FDTD)算法進(jìn)行了推導(dǎo)，并將該方法運(yùn)用到對(duì)時(shí)變等離子目標(biāo)的電磁散射特性的研究之中，得到了相關(guān)結(jié)論。同時(shí)，論文還對(duì)基于MPI并行平臺(tái)的適用于等離子體介質(zhì)的并行FDTD算法進(jìn)行了一定的探討。
　　首先從數(shù)值計(jì)算的角度出發(fā)，提出了適用于三維時(shí)變等離子體目標(biāo)的FDTD算法。隨

3、后，利用模式匹配方法和退化驗(yàn)證方法分別對(duì)迭代式的正確性和相關(guān)邊界的正確性進(jìn)行了驗(yàn)證。論文中，對(duì)時(shí)變等離子體球、涂覆時(shí)變等離子體介質(zhì)的金屬球以及時(shí)變等離子體介質(zhì)涂覆在戰(zhàn)斧式巡航導(dǎo)彈等模型的雷達(dá)散射截面(RCS)進(jìn)行了仿真計(jì)算，其RCS表明，等離子體頻率的時(shí)變特性對(duì)其電磁散射特性存在影響。
　　基于MPI并行平臺(tái)的FDTD算法，提出了增加通信范圍的方法來解決適用于等離子體介質(zhì)的FDTD并行算法中的數(shù)據(jù)傳遞問題。
　　隨后，利用此