有限元-邊界積分混合方法在電磁散射問(wèn)題中的應(yīng)用.pdf

1、有限元法特別適合于解決具有非均勻媒質(zhì)的復(fù)雜幾何結(jié)構(gòu)的電磁問(wèn)題。在電磁學(xué)領(lǐng)域內(nèi)，有限元法己廣泛用于解決輻射、散射、波導(dǎo)傳輸及諧振腔等問(wèn)題。由于對(duì)許多目標(biāo)的電磁現(xiàn)象的輻射及散射分析都涉及到無(wú)限區(qū)域，有限元方法需要在離開目標(biāo)物體一段距離的地方設(shè)置吸收邊界條件，這就自然增加了計(jì)算量。而基于積分方程的邊界積分方法盡管可以直接分析目標(biāo)問(wèn)題，但其不利的一面是產(chǎn)生的矩陣是一個(gè)滿陣，因此受到計(jì)算機(jī)內(nèi)存的限制，只適合于分析電小尺寸問(wèn)題。為了避開這兩種方法的

2、不利一面同時(shí)保留其優(yōu)點(diǎn)，發(fā)展了一種混合算法：有限元一邊界積分混合方法(FE-BI)。該方法的基本原理是引入一個(gè)包圍所研究目標(biāo)的虛構(gòu)邊界，在虛構(gòu)邊界內(nèi)部用有限元方法來(lái)分析，在邊界上用邊界元來(lái)處理。這兩個(gè)區(qū)域中的場(chǎng)在虛構(gòu)邊界上通過(guò)場(chǎng)的連續(xù)性耦合起來(lái)，從而得到一個(gè)內(nèi)部和邊界場(chǎng)解的耦合方程組。 推導(dǎo)了基于四面體剖分的矢量基函數(shù)的有限元公式，編寫了有限元程序，并用該程序計(jì)算了波導(dǎo)以及傳輸線內(nèi)的場(chǎng)，程序計(jì)算結(jié)果與數(shù)值結(jié)果吻合良好。根據(jù)有限元