《三維電磁散射高效求解的積分方程高階格線方法研究》是依託電子科技大學,由胡俊擔任醒目負責人的面上項目。
基本介紹
- 中文名：三維電磁散射高效求解的積分方程高階格線方法研究
- 依託單位：電子科技大學
- 項目類別：面上項目
- 項目負責人：胡俊
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
針對積分方程方法求解複雜結構電磁散射所面臨的幾何建模複雜、計算效率較低的困難，本項目研究一種能夠實現高效數值求解積分方程的高階格線方法。不同於傳統幾何建模要求，本方法對相鄰剖分單元無共節點要求，節點可以位於邊內部。這種靈活的剖分方式使複雜結構幾何建模不再困難。同時，採用基於曲面格線的高階拉格朗日插值基函式展開待求電流，基函式無需法向電流連續性。通過插值點巧妙選取，遠區場源耦合可簡化為插值點間的耦合，大大方便了數值計算。另一方面，針對遠區場源耦合計算，採用高階拉格朗日插值將曲面格線間的互耦轉化為空間非均勻分布格線的互耦，從而可採用快速非均勻傅氏變換大大加速計算。本方法既保持了幾何建模的靈活性，又保持了良好的計算性能，同時誤差可控。另外該方法數值穩定，不存在傳統多層快速多極子方法分組亞波長數值崩潰的問題。
結題摘要
由於計算精度高，積分方程方法廣泛用於各類電磁散射與輻射問題數值分析。特別是多層快速多極子方法和基於FFT的快速格線方法如自適應積分方法等的出現，更是大大提升了其套用能力。但是，隨著工程套用的不斷深入，這些快速積分方程方法也面臨著幾何建模複雜與計算效率低下的困難。尋求高效精度可靠的目標幾何建模方法對於提升積分方程方法在複雜目標電磁分析中的套用能力具有越來越重要的作用，成為了能否成功實現數值求解的關鍵因素。通過本項目的研究，發展了基於曲面三角面元建模的高階格點穩定矢量基函式方法，開發出三維複雜目標電磁散射分析的數值程式；研發出基於浮動模板的積分方程快速傅氏變換技術，實現了複雜目標表面格線到空間格線的高效映射。積分方程快速傅氏變換技術思路簡單，程式容易實現。對於導體和介質體問題，其計算複雜度分別為O(N1.5logN)和O(NlogN)，N為未知量數目。同時，該方法沒有亞波長數值崩潰問題。進一步地，研究了三維複雜目標的非共形幾何建模技術，研究了非共形體積分方程、完全非共形體面混合積分方程方法，實現了上述方法與積分方程快速傅氏變換技術的高效結合。以上成果已經成功用於複雜三維結構的電磁散射分析。 本項目已經在國內外重要學術刊物和會議上發表論文20篇（均有標註資助號），SCI/EI檢索15篇。
