基于有限元方法的電磁散射計(jì)算.pdf

1、有限元方法是計(jì)算電磁學(xué)的主流方法之一，對(duì)復(fù)雜結(jié)構(gòu)和非均勻介質(zhì)問(wèn)題有很強(qiáng)的描述能力。有限元法求解的基本思想是把邊值問(wèn)題的求解轉(zhuǎn)化為條件變分問(wèn)題的求解。 本文首先對(duì)有限元方法的發(fā)展歷史和現(xiàn)狀加以分析和總結(jié)，并給出了有限元方法的基本步驟。然后對(duì)二維有限元的處理方法展開(kāi)說(shuō)明，給出了二階等參元剖分算法和標(biāo)量離散化處理方法。 在電磁散射等開(kāi)域問(wèn)題中，有限元方法需要用虛擬邊界截?cái)酂o(wú)限大分析區(qū)域，本文采用完全匹配層作為吸收邊界條件，給出

2、了其基本原理。在此基礎(chǔ)上，研究了共形匹配層的特性，得出了共形匹配層衰減參數(shù)的變化規(guī)律；最后給出了一種新型的吸收邊界條件——互補(bǔ)共形匹配層，可以在稍微增加計(jì)算量的同時(shí)減小非物理反射，從而提高求解精度。 對(duì)于旋轉(zhuǎn)對(duì)稱(chēng)目標(biāo)，可充分利用其旋轉(zhuǎn)對(duì)稱(chēng)性，用矢量棱邊基函數(shù)表示橫向場(chǎng)分量，用標(biāo)量節(jié)點(diǎn)基函數(shù)表示角度場(chǎng)分量，這樣將三維問(wèn)題轉(zhuǎn)化為二維問(wèn)題進(jìn)行處理。由于最后得到的有限元方程組的系數(shù)矩陣大都是稀疏矩陣，為了降低計(jì)算機(jī)的內(nèi)存和計(jì)算時(shí)間，我們