基于有限元法的混合技術(shù)及其在復(fù)雜電大腔體電磁分析中的應(yīng)用.pdf

1、該文以EB-FEM為基礎(chǔ),以電大尺寸復(fù)雜腔體的電磁特性為分析對象,對EB-FEM與迭代物理光學(xué)法(IPO)、區(qū)域分解法(DDM)、阻抗邊界條件(IBC)、完全匹配層(PML)和Mur吸收邊界條件的結(jié)合算法以及具有非完純導(dǎo)體邊界的IPO理論模型進行了研究.文中還討論了一些內(nèi)存緊縮技術(shù)及EB-FEM方程組的快速求解方法.論文主要包括以下內(nèi)容:將迭代物理光學(xué)法(IPO)的子域連接法與EB-FEM相結(jié)合,提出了一種新的混合方法—IPO/FEM法

2、.建立了IPO/FEM混合法數(shù)學(xué)模型,并將其應(yīng)用于分析電大尺寸復(fù)雜結(jié)構(gòu)腔體的電磁散射特性.討論了有限元方程組系數(shù)矩陣的壓縮存儲技術(shù)和其它一些內(nèi)存緊縮方法,節(jié)省了大量的內(nèi)存消耗.有限元方程組采用雙共軛梯度法進行求解,通過對稱超松弛迭代對方程組系數(shù)矩陣的性態(tài)進行改善,提高了雙共軛梯度法的求解速度和迭代算法的穩(wěn)定性.將迭代物理光學(xué)(IPO)法推廣到非完純導(dǎo)體邊界目標(biāo)的電磁散射特性分析中,建立了具有阻抗邊界的IPO理論模型,并應(yīng)用這種推廣的IP

3、O方法分析幾何結(jié)構(gòu)簡單的電大尺寸介質(zhì)涂敷腔體的電磁散射特性.在此基礎(chǔ)上,將改進的IPO與FEM相結(jié)合對工程實際中所常見的具有復(fù)雜幾何結(jié)構(gòu)終端的電大尺寸介質(zhì)涂敷腔體的電磁散射特性進行分析.由于介質(zhì)涂敷區(qū)域可以直接應(yīng)用IPO進行處理,避免了采用EB-FEM進行研究,節(jié)省了大量的計算時間和內(nèi)存消耗.討論了介質(zhì)涂敷表面的格林函數(shù)求解方法,將其應(yīng)用于推廣的IPO方法中可以進一步提高該方法的計算精度.研究了區(qū)域分解法(DDM)與EB-FEM、邊界積

4、分方程(BIE)法相結(jié)合的混合算法-DDM/FEM-BIE方法.討論了重疊DDM、非重疊DDM和超松弛DDM的迭代過程及其在EB-FEM中的應(yīng)用.采用這種混合方法對電大尺寸三維開口腔體的電磁散射特性進行了分析,從而為應(yīng)用低頻方法分析電大尺寸目標(biāo)提供了一條新的途徑.在此基礎(chǔ)上,將DDM與EB-FEM、物理光學(xué)法、物理繞射理論相結(jié)合,分析了帶有深腔的電大尺寸三維導(dǎo)體目標(biāo)的電磁散射特性.將完全匹配層(PML)應(yīng)用到EB-FEM中對波導(dǎo)介質(zhì)不連