三维简单目标与二维导体粗糙面电磁散射的矩量法研究
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本文系统地研究了MOM方法及其并行技术在粗糙面与目标电磁散射特性计算中的应用。利用MOM方法计算了三维简单目标的电磁散射问题;同时利用基于不同基函数的并行MOM方法计算并分析了二维导体粗糙面的电磁散射。论文的主要工作如下:1.对矩量法的基本原理和并行技术的基本知识进行了简单介绍,给出了求解矩阵方程的共轭梯度法的相关理论,并对基于PC集群MPI平台的并行共轭梯度法的具体实施过程进行了详细的论述。2.给出了基于脉冲基函数的矩量法研究一些三维简单目标的电磁散射结果,并与基于RWG三角基函数的矩量法结果进行了对比分析,验证了此种方法的高效性以及优越性;基于AWE技术的矩量法研究一些三维简单目标的电磁散射问题,并与以上方法的结果进行了对比分析,验证了该方法的准确性以及高效性。3.给出了基于PC集群MPI并行矩量法研究高斯波束照射下的二维高斯导体粗糙面的电磁散射特性,并且进行了结果分析。4.给出了基于NURBS曲面建模的矩量法研究三维简单目标的电磁散射问题,并且与商用软件以及基于RWG三角基函数的矩量法的结果进行了对比分析;应用基于NURBS曲面建模的矩量法得到了二维导体粗糙面的电磁散射结果,并与基于RWG三角基函数建模的矩量法的结果进行了对比分析,可知该种方法所需计算机内存更少,计算速度更快,而且保证了计算精度。
摘要 | 第5-6页 |
ABSTRACT | 第6-7页 |
第一章 绪论 | 第10-18页 |
1.1 研究背景及意义 | 第10-12页 |
1.2 国内外研究现状与进展 | 第12-15页 |
1.2.1 随机粗糙表面电磁散射研究概况 | 第12-13页 |
1.2.2 三维目标电磁散射研究概况 | 第13-15页 |
1.2.3 随机粗糙面与目标的复合电磁散射研究概况 | 第15页 |
1.3 论文主要内容 | 第15-18页 |
第二章 矩量法与并行计算以及随机粗糙面的相关知识 | 第18-30页 |
2.1 矩量法的基本原理 | 第18-21页 |
2.2 并行计算的相关知识以及共轭梯度法的并行方案 | 第21-26页 |
2.2.1 并行计算基本概念 | 第21-23页 |
2.2.2 求解矩阵方程的共轭梯度法 | 第23-24页 |
2.2.3 共轭梯度法的并行方案 | 第24-26页 |
2.3 随机粗糙面统计参量 | 第26-28页 |
2.4 本章小结 | 第28-30页 |
第三章 矩量法在三维简单目标电磁散射中的应用 | 第30-46页 |
3.1 基于脉冲基函数的矩量法在三维简单目标电磁散射中的应用 | 第30-38页 |
3.1.1 脉冲基函数 | 第30页 |
3.1.2 基于脉冲基函数的矩量法 | 第30-34页 |
3.1.3 数值算例与结果分析 | 第34-38页 |
3.2 基于AWE技术的矩量法在三维简单目标电磁散射中的应用 | 第38-45页 |
3.2.1 矩阵方程的建立 | 第38-39页 |
3.2.2 AWE技术的应用 | 第39-42页 |
3.2.3 数值算例 | 第42-45页 |
3.3 本章小结 | 第45-46页 |
第四章 并行矩量法在二维导体粗糙面电磁散射中的应用 | 第46-52页 |
4.1 二维高斯粗糙面的模拟 | 第46-48页 |
4.2 高斯波束的模拟 | 第48-49页 |
4.3 远区散射场及双站散射系数的求解 | 第49-50页 |
4.4 数值计算及结果分析 | 第50-51页 |
4.5 本章小结 | 第51-52页 |
第五章 NURBS-MOM在三维简单目标与二维导体粗糙面电磁散射中的应用 | 第52-80页 |
5.1 NURBS曲面的基本知识 | 第52-60页 |
5.1.1 NURBS方法概述 | 第53-54页 |
5.1.2 B样条函数及其性质 | 第54-57页 |
5.1.3 NURBS曲面 | 第57-58页 |
5.1.4 NURBS和Bezier的关系 | 第58-60页 |
5.2 NURBS-MOM的基本原理以及在三维简单目标电磁散射中的应用 | 第60-72页 |
5.2.1 定义在NURBS曲面片上的roof-top基函数 | 第60-66页 |
5.2.2 基于NURBS曲面片的razor-blade权函数 | 第66-67页 |
5.2.3 NURBS-MOM计算三维简单导体目标的RCS | 第67-71页 |
5.2.4 数值算例 | 第71-72页 |
5.3 NURBS曲面建模在二维导体粗糙面电磁散射中的应用 | 第72-78页 |
5.3.1 应用NURBS曲面进行二维高斯粗糙面模型的建立 | 第72-73页 |
5.3.2 二维高斯粗糙面电磁散射积分方程的建立 | 第73-75页 |
5.3.3 基于MPI平台的并行矩量法 | 第75-76页 |
5.3.4 数值仿真结果 | 第76-78页 |
5.4 本章小结 | 第78-80页 |
结束语 | 第80-82页 |
致谢 | 第82-84页 |
参考文献 | 第84-92页 |
攻读硕士期间参加科研项目与发表论文情况 | 第92-93页 |
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