文档介绍：数学物理方程的基本解法在多体目标电磁散射分析的应用张民,江旺强,刘江涛猳引言要:利用数学物理方程中的基本解法蠼饬硕嗵迥勘甑牡绱派⑸湮侍猓云行的双导体方柱为例进行了数值仿真,并将结果与矩量法的结果进行了比对。数值结果表明:该算法求解二雏任意形状多体目标具有可行性和准确性,同时还对该方法的效率进行了详细讨论。该算法不需网格剖分,只需要节点信息,在计算过程中不需要任何的数值积分,是一种纯无网格法。关键词:多体目标;无网格法;电磁散射,,该方法又称辅助源法8盟惴ㄔ诮饩龅ヌ目标的电磁散射问题时是非常有效的,其基本思想是利用偏微分方程的基本解把偏微分方程展开,然后进行数值求解,它在数值实现的过程中不需要任何的积分运算,通过配点把边界条件引入控制方程,然后求解矩阵方程便可得到待定的系数矩阵,继而可以得到想要求解区域的场值。与其他的数值方法相比,它不需要复杂的前期网格建模和繁琐的积分运算,因此具有更高的计算效率和准确性。对于多体目标的电磁散射问题有很多方法可以求解,但是传统的数值方法都比较繁琐。本文将重点研究诙嗵迥勘甑绱派射中的应用。—籱;作者简介:张民,男,山东莱州人,教授,博士生导师,主要从事电磁场与电磁波研究工作。第卷专刊应用光学年月文章编号:—西安中图分类号:.文献标志码::。—..,,.收稿日期:—一;修回日期:——:,’,馹●●●一
④,。,,丢。俨”艵”,咒一,⋯,苢,;,,磊乙...孔砺奂胺匠痰慕到峁胺治鸵唬襂,为目标基本解法在求解多体目标散射时其基本思路是要找到用来模拟目标外电磁场的辅助源。以二维金属目标为例,如图偕栌蠳个无限长的金属柱放置在自由空间中,在平面波的照射下,每个金属柱表面都会有感应电流产生,而这些电流将在自由空间中产生散射场,那么我们如何来设置辅助源呢軲解法的原理,经过分析可以知道,单独金属柱散射时需要在柱内设置辅助源,那么鼋鹗糁那榭鱿拢梢钥悸窃诿个柱内都设置辅助源,然后可以用这糠衷蠢模拟柱外空间中的散射场。但这个地方我们要注意的是,在发生电磁散射时,个柱间还存在着耦合场,不可能用ザ浪愠雒扛鲋纳⑸场之后再叠加,为了处理这个问题,就必须迫使所有辅助源的辐射场在霰呓缟下惚呓缣件,也可以理解为先考虑单柱的散射,然后利用边界条件求解时把一个柱所产生的散射场作为其他柱的入射场,这样可以得到一个线性方程组,根据基本解法的思想,金属目标外面的散射场可以由匠痰幕窘狻南咝宰楹来近似表示,即下面以波入射为例,假设有鼋鹗柱,电场在第个柱上满足的边界条件为式中,笔瞧矫娌ㄕ丈湎碌谥涓鲋谧杂煽占洳生的散射场,笔瞧矫娌ㄕ丈湎碌趍个柱在第个柱表面产生的散射场,焙虴”可根据经过简化得到,分别在鲋谋砻胬帽呓缣件娇梢缘玫揭韵戮卣蠓匠蹋其中,,狤#琕:,⋯,由浇獬鱿凳蛄縅之后,问题即可解决。假设在计算过程中每个柱内的辅助点和边界上的配点数都为个,则一忌。,是一个维待求系数向量,J堑绯≡诘冢瑉个柱上配点处的切向分量的负值构成的维晕蛄俊呓缟系牡赺『个点到目标内辅助面上第龅愕木断蚓离,捅硎驹愕降趍个柱的边界上的第歹个点的径矢,,’矗表示原点到第恕个柱内辅助点的径矢,为了说明算法的正确性,我们计算了銎行的无限长金属方柱在横磁波照射下的电磁散射特性,设入射场为