《極低頻電磁波傳播時域數值方法研究和套用》是依託南京航空航天大學，由曹群生擔任項目負責人的面上項目。
基本介紹
- 中文名：極低頻電磁波傳播時域數值方法研究和套用
- 項目類別：面上項目
- 項目負責人：曹群生
- 依託單位：南京航空航天大學
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
近年來人們逐漸重視對極低頻(ELF)電磁波傳播的研究。相關的領域涉及到如地震間出現的電磁異常現象、建立對潛通信和地下應急通信系統、研究星體電磁輻射特性、加熱電離層等課題的研究。因傳統的解析和數值方法無法處理複雜的電磁現象，本課題擬基於採用地質學模型的時域方法和ELF地球-電離層計算模型，建立新型的時域極數值計算的低頻問題解決方案。針對目前極低頻電磁傳播研究中的難點，將在該方案中引入包括局域化的高解析度技術、真實電磁參數引入、電離層的電漿特性處理技術、地下各向異性特性分布處理和解決大冗量計算的高性能並行技術等多種手段，以克服當前ELF電磁波傳播和異常現象研究手段落後和不足，滿足極低頻方面的軍事及相關科學套用研究的迫切需求。同時還將開發具有自主智慧財產權的、可以解決實際工程需求的ELF電磁特性計算軟體包。
結題摘要
在國家自然科學基金《極低頻電磁波傳播時域數值方法研究和套用》的資助下，在4年的研究過程中，課題組按計畫完成了課題預期的絕大部分目標。在具體的研究內容方面，主要完成了：在算法方面，針對電離層的特性，開發了適用於電離層電磁仿真的電漿算法；基於已開發的地球電磁系統仿真算法，研究了地球電磁系統中參數求解的基本理論，如舒曼諧振參數與地球系統傳播常數的相互關係等。在套用部分，採用前述算法對電磁波在電離層中的傳播進行了研究，研究過程中引入了電離層的電漿特性、不均勻性和地磁場的影響，初步分析了電磁波在電離層中傳播的基本理論。在此基礎上，結合已開發的地球-電離層電磁系統模型對岩石圈-大氣層-電離層耦合機理（LAI，簡稱地電耦合）進行模擬和研究，主要研究了地下異常介質對地面觀測站所觀測到的地表回響干擾和特低頻頻段的地震電磁現象。同時在基金的支持下，我們課題組還進行了有關電磁場計算方法（如高階FDTD方法和DGTD-IETD混合方法）、頻率選擇表面、PCB 板內的能量無線傳輸和其他的套用技術的研究，取得了系列成果。
