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瞬变电磁法正演计算进展 被引量:54
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作者 李建慧 朱自强 +1 位作者 曾思红 刘树才 《地球物理学进展》 CSCD 北大核心 2012年第4期1393-1400,共8页
详细介绍了瞬变电磁法正演计算的方法、现状和发展趋势.瞬变电磁法一维正演计算需要将电磁场从频率域转换至时间域,转换方法有三种,分别是Gaver-Stehfest算法、余弦变换和Guptasarma算法.在这三种方法中,使用较多的是Gaver-Stehfest算... 详细介绍了瞬变电磁法正演计算的方法、现状和发展趋势.瞬变电磁法一维正演计算需要将电磁场从频率域转换至时间域,转换方法有三种,分别是Gaver-Stehfest算法、余弦变换和Guptasarma算法.在这三种方法中,使用较多的是Gaver-Stehfest算法和余弦变换,Gaver-Stehfest算法速度较快,但精度不及余弦变换.瞬变电磁法的数值模拟主要集中于2.5维和三维,使用的数值计算方法有积分方程法、有限差分法、有限单元法和SLDM法.积分方程法主要在三维数值模拟中使用,现已很少使用;有限差分法和有限单元法是目前瞬变电磁法2.5维和三维数值模拟的主要方法;SLDM法主要应用于三维数值模拟.我国瞬变电磁法正演计算成果主要集中在回线源激发的瞬变电磁场一维数值计算和利用有限单元法进行2.5维和三维数值模拟.瞬变电磁法正演计算的发展趋势有:数值算法的改进、提高计算效率和研究地形对瞬变电磁场的影响规律. 展开更多
关键词 瞬变电磁法 有限单元法 有限差分法 积分方程法 SLDM Gaver-Stehfest算法 余弦变换
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微机械电磁继电器三维磁场分析及其电磁系统优化设计 被引量:12
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作者 任万滨 梁慧敏 +2 位作者 王其亚 翟国富 李德胜 《中国电机工程学报》 EI CSCD 北大核心 2006年第6期151-156,共6页
基于微机电系统(MEMS)技术研制的微型继电器具有体积小、功耗低、开关迅速、稳定性高等优势,将有效弥补传统电磁继电器和固态继电器之间的不足。其三维磁场分析是电磁系统优化设计的基础。文中应用毕奥–萨伐尔定律和积分方程法,分析了... 基于微机电系统(MEMS)技术研制的微型继电器具有体积小、功耗低、开关迅速、稳定性高等优势,将有效弥补传统电磁继电器和固态继电器之间的不足。其三维磁场分析是电磁系统优化设计的基础。文中应用毕奥–萨伐尔定律和积分方程法,分析了微机械电磁继电器磁场分布特性,计算结果与有限元法结果进行比较,表明所用方法对于微机械电磁继电器三维恒定磁场的分析是可行的。基于已有模型的结构特点设计了电磁系统的改进方案,通过分析比较活动电极电磁吸力的分布规律,确定了中心平面线圈结构设计方案将更加合理。结合线圈圈数、激励电流与电磁吸力之间的关系,完成了电磁系统的优化设计。所得结论对于微机械电磁继电器的设计具有一定的理论意义与实用价值。 展开更多
关键词 微机械电磁继电器 电磁系统 三维磁场 优化设计积分方程法
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三维局部多层快速多极子算法 被引量:5
3
作者 胡俊 聂在平 +1 位作者 雷霖 王军 《系统工程与电子技术》 EI CSCD 北大核心 2006年第3期329-330,335,共3页
为了进一步加速多层快速多极子算法求解电大尺寸目标电磁散射,提出了一种基于局部耦合技术计算矩阵矢量相乘的多层快速多极子方法。通过在迭代过程中设置与迭代误差相关的最初层,每次迭代仅仅需要考虑局部的耦合区域。该方法在保证合理... 为了进一步加速多层快速多极子算法求解电大尺寸目标电磁散射,提出了一种基于局部耦合技术计算矩阵矢量相乘的多层快速多极子方法。通过在迭代过程中设置与迭代误差相关的最初层,每次迭代仅仅需要考虑局部的耦合区域。该方法在保证合理计算精度的同时大大降低了迭代过程中矩阵矢量相乘的计算复杂度,提高了多层快速多极子方法计算效率。数值结果说明了所提方法的有效性。 展开更多
关键词 电磁散射 积分方程 多层快速多极子算法 局部耦合
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利用积分方程法的各向异性地层频率测深三维模拟 被引量:8
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作者 陈桂波 汪宏年 +1 位作者 姚敬金 韩子夜 《计算物理》 EI CSCD 北大核心 2010年第2期274-280,共7页
应用一种新的积分方程算法对各向异性地层频率域电磁测深三维问题进行正演模拟.利用范数小于或等于1的修正Green算子得到各向异性地层中的新积分方程,由于满足压缩映射条件,该积分方程在任意参数条件下总是迭代收敛的.提出一种应用迭代... 应用一种新的积分方程算法对各向异性地层频率域电磁测深三维问题进行正演模拟.利用范数小于或等于1的修正Green算子得到各向异性地层中的新积分方程,由于满足压缩映射条件,该积分方程在任意参数条件下总是迭代收敛的.提出一种应用迭代法求解新积分方程的迭代初值优化选择方法,并通过具体算例对比说明该方法可使频率域电磁测深三维模拟的计算效率得到有效提高.最后应用所述算法对层状各向异性大地轴向频率测深视电阻率响应进行三维数值模拟,考察分析地层的各向异性对视电阻率响应特征的影响,得到一些重要结论. 展开更多
关键词 三维电磁模拟 各向异性 积分方程法 频率测深
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三维井间电磁最小二乘法反演 被引量:7
5
作者 李静和 何展翔 《石油地球物理勘探》 EI CSCD 北大核心 2014年第3期586-595,419-420,共10页
引入积分方程法对空间位置变化的井间电磁三维油气藏模型进行模拟研究,指出不同井孔中油气藏电磁场异常特征各不相同,是开展井间异常体三维反演的基础。采用最小二乘法对四个油气田注水进程电阻率变化模型及考虑储层电阻率三维井间电磁... 引入积分方程法对空间位置变化的井间电磁三维油气藏模型进行模拟研究,指出不同井孔中油气藏电磁场异常特征各不相同,是开展井间异常体三维反演的基础。采用最小二乘法对四个油气田注水进程电阻率变化模型及考虑储层电阻率三维井间电磁场进行反演研究,反演结果表明,三维井间电磁最小二乘法反演可用于确定油气藏的空间分布和物性参数及其储层电阻率参数,可为井间电磁探测技术应用于油气田开采动态监测和探测剩余油气藏提供了新的途径。 展开更多
关键词 井间电磁 积分方程法 最小二乘法反演 油气藏探测
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三维电磁散射问题区域分解技术研究进展 被引量:7
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作者 杨明林 吴比翼 +1 位作者 黄晓伟 盛新庆 《电波科学学报》 EI CSCD 北大核心 2020年第1期34-42,共9页
区域分解算法(domain decomposition method, DDM)是实现大规模电磁散射问题求解的有效途径,其易于并行,与非共形技术结合后,可进一步降低实际应用中目标建模与网格划分的难度,近年来在计算电磁领域引起广泛关注.本文介绍了电磁计算领... 区域分解算法(domain decomposition method, DDM)是实现大规模电磁散射问题求解的有效途径,其易于并行,与非共形技术结合后,可进一步降低实际应用中目标建模与网格划分的难度,近年来在计算电磁领域引起广泛关注.本文介绍了电磁计算领域有限元法(finite element method, FEM)和积分方程法区域分解技术的研究进展,以及它们在合元极技术中的应用.最后,对区域分解合元极技术当前仍然存在的挑战和未来发展方向进行了讨论. 展开更多
关键词 电磁散射 区域分解 有限元法(FEM) 积分方程法 合元极技术
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改进的离散化方法在二维电磁散射中的应用 被引量:4
7
作者 宋开宏 吴先良 陈明生 《系统工程与电子技术》 EI CSCD 北大核心 2008年第1期68-70,共3页
电磁散射问题的数值解通常采用积分方程结合矩量法求解,而阻抗矩阵元素的计算是影响矩量法计算精度和效率的重要因素之一。对于电大尺寸目标,要保持计算精度,传统矩量法需成倍细化网格剖分,这将耗费大量的计算机资源,并且计算效率大为... 电磁散射问题的数值解通常采用积分方程结合矩量法求解,而阻抗矩阵元素的计算是影响矩量法计算精度和效率的重要因素之一。对于电大尺寸目标,要保持计算精度,传统矩量法需成倍细化网格剖分,这将耗费大量的计算机资源,并且计算效率大为下降。针对二维散射情况,引入二级近似方法来生成阻抗矩阵,将计算结果与传统矩量法及数值积分进行了比较,结果表明:该方法在同等计算精度的前提下,所需未知量数大大减少。 展开更多
关键词 电磁散射 矩量法 积分方程 阻抗矩阵
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赤道向频率域电磁测深三维电磁模拟技术研究 被引量:5
8
作者 殷长春 《石油地球物理勘探》 EI CSCD 北大核心 1994年第6期746-753,757,共9页
利用体积分方程和并矢格林函数理论对赤道向频率域电磁测深法三维问题进行正演模拟。对该算法的精度进行了讨论。三维异常体的存在,对频率域电磁测深法视电阻率曲线形态和拟断面图分布特征的影响,依据异常体与围岩的导电性差异不同有... 利用体积分方程和并矢格林函数理论对赤道向频率域电磁测深法三维问题进行正演模拟。对该算法的精度进行了讨论。三维异常体的存在,对频率域电磁测深法视电阻率曲线形态和拟断面图分布特征的影响,依据异常体与围岩的导电性差异不同有其特殊的规律性。选择测量电极中心作为记录点,既能使正演计算的视电阻率响应在异常体上方获得最大异常,又能使正演计算的拟断面图的异常分布与异常体之间有很好的对应关系。 展开更多
关键词 电磁模拟 电磁测深 视电阻率 频率域 电磁法勘探
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交流电测井响应的积分方程解法 被引量:4
9
作者 张庚骥 《石油大学学报(自然科学版)》 EI CSCD 北大核心 2001年第1期80-86,共7页
计算三维不均匀介质中测井响应的最常用的方法是有限元素法和有限差分法。这两种方法的缺点是数据点遍布整个三维空间 ,因而计算数据量大 ,并造成计算上的困难。文中提出一种适用于交流电测井响应计算的积分方程 ,它的数据点只分布在不... 计算三维不均匀介质中测井响应的最常用的方法是有限元素法和有限差分法。这两种方法的缺点是数据点遍布整个三维空间 ,因而计算数据量大 ,并造成计算上的困难。文中提出一种适用于交流电测井响应计算的积分方程 ,它的数据点只分布在不同介质的分界面上 ,数据量大大降低 。 展开更多
关键词 交流电 电磁场 测井响应 积分方程 不均匀介质 并矢GREEN函数 散射场
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大规模三维频率域电磁积分方程法数值模拟 被引量:1
10
作者 肖调杰 周峰 +10 位作者 郑翾宇 刘剑 陈琳 刘杰 易明宽 陈旭光 龚春叶 杨博 甘新标 李胜国 左克 《计算机工程与科学》 CSCD 北大核心 2023年第11期1901-1910,共10页
地电磁学频率域电磁法在地球深部结构探测、油气勘查、环境与工程勘探等领域有着广泛的应用,其数值模拟的精度、速度直接影响资料解释结果。然而,当前频率域电磁三维数值模拟存在着求解精度差、计算时间长、计算规模受限等问题。采用积... 地电磁学频率域电磁法在地球深部结构探测、油气勘查、环境与工程勘探等领域有着广泛的应用,其数值模拟的精度、速度直接影响资料解释结果。然而,当前频率域电磁三维数值模拟存在着求解精度差、计算时间长、计算规模受限等问题。采用积分方程法和直接解法提高求解精度,采用多层级多粒度混合并行、分布式存储等技术,大幅减少计算时间,扩大计算规模。实现了一种频点间并行、阻抗矩阵并行填充、方程组并行直接求解的快速、高精度、高可扩展性的频率域电磁三维数值模拟。首先,详细介绍了积分方程法理论和并行实现方案。然后,选取典型案例,通过与前人计算结果进行对比验证了程序的正确性。最后,针对1个16频点、16×12495个未知量、861个观测点的大规模算例进行了可扩展性测试,相比于1个节点32个进程,当计算规模达到256个节点8 192个进程时,加速比为69.69,并行效率为27.22%。此大规模并行算法适用于大地电磁和可控源音频大地电磁积分方程法。 展开更多
关键词 电磁法 频率域 积分方程法 并行算法 高性能计算
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Numerical Method for Solving Electromagnetic Wave Scattering by One and Many Small Perfectly Conducting Bodies 被引量:3
11
作者 Nhan T. Tran 《American Journal of Computational Mathematics》 2017年第4期413-434,共22页
In this paper, we investigate the problem of electromagnetic (EM) wave scattering by one and many small perfectly conducting bodies and present a numerical method for solving it. For the case of one body, the problem ... In this paper, we investigate the problem of electromagnetic (EM) wave scattering by one and many small perfectly conducting bodies and present a numerical method for solving it. For the case of one body, the problem is solved for a body of arbitrary shape, using the corresponding boundary integral equation. For the case of many bodies, the problem is solved asymptotically under the physical assumptions a d a is the characteristic size of the bodies, d is the minimal distance between neighboring bodies, λ = 2π/k is the wave length and k is the wave number. Numerical results for the cases of one and many small bodies are presented. Error analysis for the numerical method is also provided. 展开更多
关键词 electromagnetic Scattering MANY BODIES Perfectly CONDUCTING Body integral equation EM WAVES
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Numerical Method for Solving Electromagnetic Scattering Problem by Many Small Impedance Bodies 被引量:3
12
作者 Nhan T. Tran 《American Journal of Computational Mathematics》 2017年第4期435-443,共9页
In this paper, we study electromagnetic (EM) wave scattering problem by many small impedance bodies. A numerical method for solving this problem is presented. The problem is solved under the physical assumptions ka??1... In this paper, we study electromagnetic (EM) wave scattering problem by many small impedance bodies. A numerical method for solving this problem is presented. The problem is solved under the physical assumptions ka??1, where a is the characteristic size of the bodies and k is the wave number. This problem is solved asymptotically and numerical experiments are provided to illustrate the idea of the method. Error estimate for the asymptotic solution is also discussed. 展开更多
关键词 electromagnetic SCATTERING integral equation Boundary IMPEDANCE MANY-BODY SCATTERING EM Waves
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混合ACA和MLFMA方法计算复合目标电磁散射 被引量:3
13
作者 刘志伟 唐丹 +2 位作者 结顺利 张展扬 张月园 《太赫兹科学与电子信息学报》 北大核心 2018年第4期662-667,共6页
采用矩量法(MoM)计算电大尺寸的复合目标的电磁散射。为了能够高效快速地计算电大尺寸三维复合目标的电磁散射,提出一种新的混合方法,将自适应交叉近似(ACA)算法和多层快速多级子(MLFMA)算法相结合,共同加速矩量法的计算。其中,MLFMA用... 采用矩量法(MoM)计算电大尺寸的复合目标的电磁散射。为了能够高效快速地计算电大尺寸三维复合目标的电磁散射,提出一种新的混合方法,将自适应交叉近似(ACA)算法和多层快速多级子(MLFMA)算法相结合,共同加速矩量法的计算。其中,MLFMA用于加速目标与自身的作用,ACA用于加速目标与其他目标的相互作用。提出的混合算法在计算复合目标电磁散射时,可降低运算存储,缩短阻抗矩阵填充时间,并且能够加快矩阵矢量乘,且不影响计算精确度。数值算例表明,所提快速算法能够在保证电磁散射计算精确度前提下,比传统方法更高效。 展开更多
关键词 复合电磁散射 自适应交叉近似 多层快速多极子 矩量法 表面积分方程
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交变电磁场积分方程被积函数奇异性的消除 被引量:3
14
作者 张庚骥 王正楷 《石油大学学报(自然科学版)》 EI CSCD 北大核心 2005年第4期39-43,共5页
矢量的面积分方程因其被积函数具有高阶奇异性,不能直接应用于数值计算。利用分部积分将作用在标量Green函数上的Nabla算子转移到电磁场强上。在转移过程中出现的发散的线积分可以相互抵消,不会在最后结果中出现。剩下的部分是关于标量G... 矢量的面积分方程因其被积函数具有高阶奇异性,不能直接应用于数值计算。利用分部积分将作用在标量Green函数上的Nabla算子转移到电磁场强上。在转移过程中出现的发散的线积分可以相互抵消,不会在最后结果中出现。剩下的部分是关于标量Green函数与场强值或与它们的一阶导数值乘积的面积分,这样积分方程的被积函数高阶奇异性被降到一阶,有利于计算机的程序实现。 展开更多
关键词 :电磁场 散射场 积分方程 奇异性 并矢Green函数
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三维电磁模拟的积分方程方法 被引量:1
15
作者 曹建章 唐天同 宋建平 《西安石油学院学报》 CAS 1998年第3期65-68,共4页
基于电流倡极子的概念,推导了三维电磁模拟中积分方程解的核函数——电型张量Green函数,并给出了不同的Bassel-Forier展式推导电型张量Green函数,从而避免了Raiche使用的两次坐标变换,从计算机角度考... 基于电流倡极子的概念,推导了三维电磁模拟中积分方程解的核函数——电型张量Green函数,并给出了不同的Bassel-Forier展式推导电型张量Green函数,从而避免了Raiche使用的两次坐标变换,从计算机角度考虑,并把它转换成易于积分的形式,和wannamaker的Green函数相比,公式简洁而实用.另外,从Lorentz势出发推导了张型张量Green函数.笔者给出的函数形式GE(r,r′),和GH(r,r′),由于含Bessel的磁型张量Green函数元素与电型张量Green函数元素积分形式一致,因而对编程计算极为方便. 展开更多
关键词 三维模型 三维电磁模拟 格林函数 电磁法勘探
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层状介质探地雷达响应正演的积分方程算法
16
作者 成杏梅 胡文宝 +1 位作者 肖柏勋 朱国强 《江汉石油学院学报》 CSCD 北大核心 2003年第1期41-43,共3页
对于发射信号为无载波高频窄脉冲的探地雷达,导出了层状有损介质表面电磁响应的积分方程算法。首先,利用滤波算法计算层状介质频率域响应方程的汉克尔变换,然后通过傅氏变换计算时间域响应,实现探地雷达观测波形的正演模拟。该算法可在... 对于发射信号为无载波高频窄脉冲的探地雷达,导出了层状有损介质表面电磁响应的积分方程算法。首先,利用滤波算法计算层状介质频率域响应方程的汉克尔变换,然后通过傅氏变换计算时间域响应,实现探地雷达观测波形的正演模拟。该算法可在频率域对多种发射波形、阵列天线或相控阵天线发射情况下的电磁响应进行处理和计算。经过模型试算,并与其他算法的结果进行比较,证明该算法是正确的。 展开更多
关键词 层状介质 探地雷达 电磁响应 正演 积分方程算法 电磁勘探
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基于积分方程的地下管线电磁散射计算 被引量:2
17
作者 高玉颖 刘志伟 +1 位作者 张世琳 张月园 《太赫兹科学与电子信息学报》 2017年第2期247-252,共6页
采用积分方程仿真粗糙地面下方金属和介质管线的电磁散射。由于地下的土壤是分层的,根据面等效原理、边界条件以及目标在分界面上方还是下方,分别列出相应的积分方程,采用矩量法求解积分方程。粗糙地面的建模采用谱快速傅里叶变换(FFT)... 采用积分方程仿真粗糙地面下方金属和介质管线的电磁散射。由于地下的土壤是分层的,根据面等效原理、边界条件以及目标在分界面上方还是下方,分别列出相应的积分方程,采用矩量法求解积分方程。粗糙地面的建模采用谱快速傅里叶变换(FFT)方法和高斯谱,仿真了粗糙地面下方圆截面和矩形截面的管线。仿真结果表明,本文的分析方法能够计算地下管线的电磁散射。 展开更多
关键词 地下管线 电磁散射 粗糙面 矩量法 积分方程
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随机粗糙面上电磁散射的高效迭代IEM计算 被引量:1
18
作者 张晓燕 李子 +1 位作者 江代力 刘志伟 《华东交通大学学报》 2012年第3期16-20,共5页
在复合目标电磁散射计算中,目标与粗糙面间的耦合近场计算问题是制约算法的主要瓶颈。该文提出一种适用于二维随机粗糙面上电磁散射场计算的迭代积分方程法(IEM)。与传统IEM法不同,迭代IEM法基于近场格林函数建立,考虑了粗糙面面元间的... 在复合目标电磁散射计算中,目标与粗糙面间的耦合近场计算问题是制约算法的主要瓶颈。该文提出一种适用于二维随机粗糙面上电磁散射场计算的迭代积分方程法(IEM)。与传统IEM法不同,迭代IEM法基于近场格林函数建立,考虑了粗糙面面元间的多次电磁互耦作用,散射场不能简化为积分形式的近似解。数值实验表明,与传统MoM法相比,迭代IEM法的内存需求节省了9倍,计算速度比矩量法(MoM)法提升了4.5倍以上,更能有效地计算粗糙面上的散射场。 展开更多
关键词 电磁散射近场 积分方程法 迭代S
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基于阻抗边界条件建模的涂敷目标电磁散射分析 被引量:2
19
作者 李江海 阙肖峰 +1 位作者 胡静伟 聂在平 《微波学报》 CSCD 北大核心 2015年第1期7-11,共5页
针对飞行器上常用的涂敷吸波材料结构开展电磁散射数值建模和散射特性分析。利用涂敷结构表面电磁场的阻抗边界条件,建立表面电流和表面磁流的新型积分方程形式,并利用快速算法进行求解。数值结果表明:该型积分方程在不增加额外计算量... 针对飞行器上常用的涂敷吸波材料结构开展电磁散射数值建模和散射特性分析。利用涂敷结构表面电磁场的阻抗边界条件,建立表面电流和表面磁流的新型积分方程形式,并利用快速算法进行求解。数值结果表明:该型积分方程在不增加额外计算量和存储量的条件下,显著改善了迭代求解收敛性,为复杂涂敷结构的电磁散射分析提供了快速、可靠的技术途径。 展开更多
关键词 电磁散射 阻抗边界条件 涂敷目标 积分方程
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用于电磁散射分析的积分方程快速直接求解法研究及进展 被引量:1
20
作者 胡俊 荣志 +1 位作者 郭翰 聂在平 《电波科学学报》 EI CSCD 北大核心 2020年第1期26-33,共8页
介绍了一系列用于电磁散射分析的积分方程快速直接求解方法,旨在显著缓解或避免积分方程迭代求解收敛缓慢甚至不收敛的问题,为积分方程提供一个快速稳定的数值求解手段.文中详细介绍了快速直接求解方法的优点、应用以及国内外的研究动态... 介绍了一系列用于电磁散射分析的积分方程快速直接求解方法,旨在显著缓解或避免积分方程迭代求解收敛缓慢甚至不收敛的问题,为积分方程提供一个快速稳定的数值求解手段.文中详细介绍了快速直接求解方法的优点、应用以及国内外的研究动态;重点讨论了几种不同的方法,分别为分级矩阵(hierarchical matrices,-matrices)以及分级非对角低秩矩阵(hierarchically off-diagonal low-rank matrices,HODLR),包括每种方法的构建以及分解求逆方式;对各个方法的优缺点展开了进一步讨论;给出了各个方法的分解以及内存复杂度和复杂飞机模型的电磁散射分析数值算例来证明各个方法的效率和精度.最后,对快速直接求解方法当前仍然存在的主要挑战和可能的策略进行了简略的讨论以及展望. 展开更多
关键词 电磁散射分析 电磁积分方程 快速直接求解方法 分级矩阵 分级非对角低秩矩阵(HODLR)
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