基于CFD的电磁散射数值模拟 被引量：7

1

作者 许勇 乐嘉陵 《空气动力学学报》 EI CSCD 北大核心 2004年第2期185-189,共5页

计算流体力学(CFD)技术中的时域有限体积法(FVTD)被推广到计算电磁学中,直接数值求解时变麦克斯韦方程组。FVTD使用电磁场矢量共置于网格单元中心、散射场积分形式的麦克斯韦方程组守恒形,空间离散使用基于特征值的近似黎曼解构建网格... 计算流体力学(CFD)技术中的时域有限体积法(FVTD)被推广到计算电磁学中,直接数值求解时变麦克斯韦方程组。FVTD使用电磁场矢量共置于网格单元中心、散射场积分形式的麦克斯韦方程组守恒形,空间离散使用基于特征值的近似黎曼解构建网格单元边界通量,时间推进采用四阶龙格-库塔法。TM和TE波极化下几种二维完全导电体的表面诱导电流密度和雷达散射截面(RCS)计算验证表明,时域有限体积法是一种高精度有效的时域方法。 展开更多

关键词 CFD 电磁散射 数值模拟 计算流体力学 时域有限体积法 雷达散射截面

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FVTD在电磁散射问题中的应用 被引量：6

2

作者 苏敏 陈刚 童创明 《航天电子对抗》 2008年第3期56-58,共3页

针对以往时域电磁散射数值方法网格剖分等缺点,将基于计算流体力学(CFD)的时域有限体积法(FVTD)中成熟的贴体网格剖分技术引入到对电磁散射的计算。首先阐述了该算法的基本原理、公式,然后分析了算法解题思路、特点,最后以几种二维物体... 针对以往时域电磁散射数值方法网格剖分等缺点,将基于计算流体力学(CFD)的时域有限体积法(FVTD)中成熟的贴体网格剖分技术引入到对电磁散射的计算。首先阐述了该算法的基本原理、公式,然后分析了算法解题思路、特点,最后以几种二维物体雷达散射截面计算为例,分析、研究了FVTD在电磁散射中的应用,结果表明,FVTD是一种高效准确的时域方法,对解决电磁散射问题有一定的理论和应用价值。 展开更多

关键词 计算流体力学 时域有限体积法 数值计算方法 雷达散射截面

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基于航空瞬变电磁法的水下高导体探测方法

3

作者 李丁山 屈文璋 +8 位作者 许诚 栾晓东 孙溥 姚斌 冉启顺 潘笑 卓贤军 郭锐 闫建峰 《水下无人系统学报》 2023年第4期607-613,共7页

随着声、磁隐身技术的快速发展,主流的声探测和被动磁探测效能大幅降低。经典的航空瞬变电磁法凭借主动探测、对高导体敏感及探测速度快等优势,在水下高导体目标探测领域极具潜力。文中从航空瞬变电磁法原理出发,基于圆形中心回线装置... 随着声、磁隐身技术的快速发展,主流的声探测和被动磁探测效能大幅降低。经典的航空瞬变电磁法凭借主动探测、对高导体敏感及探测速度快等优势,在水下高导体目标探测领域极具潜力。文中从航空瞬变电磁法原理出发,基于圆形中心回线装置形式求得时间域垂直磁场响应公式,通过构建海水—高导电层—海水—海底岩石层状模型,研究了不同目标层深度及不同收发高度下一维模型中垂直磁场响应特征;并基于三维时域有限体积法对水下高导长方体进行正演计算,获得接收线圈中心处d Bz/dt的衰减曲线。一、三维仿真结果均表明:当海水中存在高导电率目标体时,其垂直磁场响应特征与无目标存在时有明显差异。反演成像中,利用高斯白噪声合成不同信噪比的仿真数据,结合OCCAM反演算法对水下目标体进行一维计算,对比不同信噪比下水中目标检测效果。结果显示:当信噪比大于等于10 dB时,水中存在的高导电层可以被有效检测;当达到40 dB时,高导电层的深度及厚度信息也有较好地判断。最后,在40 dB的信噪比下,将高导电层电阻率值按比例减小,发现该方法仍对目标层的深度信息有明显的反应。综合以上正演及反演计算过程,有效验证了该方法在水下高导体探测领域的可行性。 展开更多

关键词 航空瞬变电磁法 水下目标探测 中心回线装置 时域有限体积法 OCCAM算法 高斯白噪声

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结构/直角切割网格下时域有限体积法在计算电磁中的应用研究 被引量：2

4

作者 陈刚 高正红 《航空学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2007年第5期1033-1039,共7页

采用有限体积法直接求解时域麦克斯韦方程组,研究了二维圆柱、翼型和三维球体、立方体、双球体等典型完全导电目标的电磁散射问题。空间离散使用近似黎曼解构建网格通量,并针对二维结构网格、三维自适应直角切割网格分别给出重构方法,... 采用有限体积法直接求解时域麦克斯韦方程组,研究了二维圆柱、翼型和三维球体、立方体、双球体等典型完全导电目标的电磁散射问题。空间离散使用近似黎曼解构建网格通量,并针对二维结构网格、三维自适应直角切割网格分别给出重构方法,时间方向采用二步龙格库塔法。计算与理论、实验或文献结果符合良好。 展开更多

关键词 时域有限体积法 自适应直角网格 电磁散射

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基于非结构Cartesian网格的电磁散射场计算 被引量：2

5

作者 张兆 沈孟育 张涵信 《清华大学学报（自然科学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2007年第11期2068-2071,共4页

计算流体力学中的网格技术和数值方法对于计算电磁学的应用具有借鉴意义。该文结合计算流体力学中的数值方法,建立了基于非结构Cartesian网格上的时域有限体积法,用于求解电磁散射问题。为保证这种方法在时间和空间上具有二阶精度,在时... 计算流体力学中的网格技术和数值方法对于计算电磁学的应用具有借鉴意义。该文结合计算流体力学中的数值方法,建立了基于非结构Cartesian网格上的时域有限体积法,用于求解电磁散射问题。为保证这种方法在时间和空间上具有二阶精度,在时间离散上采用二步Runge-Kutta方法,空间离散采用非结构的二阶NND格式。通过求解时域中的Maxwell方程组,计算了二维翼型和三维乘波体外形等典型完全导电散射体的雷达截面。计算结果表明:该方法计算精度高,适用于复杂外形的电磁散射问题的求解。 展开更多

关键词 计算电磁学 非结构Cartesian网格 雷达截面 时域有限体积法 NND格式

原文传递

时域有限体积法的格式稳定性分析

6

作者 苏敏 童创明 邓发升 《上海航天》 北大核心 2008年第6期34-38,共5页

以模型方程为例,采用MUSCL插值的S-W通量分裂格式,分别结合二步、四步龙格-库塔时间推进格式建立数值求解方法。用Von Neumann傅里叶级数分析方法,通过对不同格式的放大因子及色散因子的计算,分析了时域有限体积法(FVTD)格式的稳定性。

关键词 时域有限体积法 稳定性 S-W通量分裂 龙格-库塔法

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基于时域有限体积法的计算电磁

7

作者 苏敏 童创明 《上海航天》 北大核心 2008年第3期23-26,61,共5页

介绍了基于计算流体力学(CFD)中的时域有限体积法(FVTD)的电磁计算。根据Maxwell方程组,给出了计算电磁(CEM)中FVTD的时间离散、MUSCL迎风型格式插值、空间离散和边界条件的处理,以及雷达散射截面(RCS)的计算公式。对无限长理想导体圆... 介绍了基于计算流体力学(CFD)中的时域有限体积法(FVTD)的电磁计算。根据Maxwell方程组,给出了计算电磁(CEM)中FVTD的时间离散、MUSCL迎风型格式插值、空间离散和边界条件的处理,以及雷达散射截面(RCS)的计算公式。对无限长理想导体圆柱和线天线二维完全导电体的表面诱导电流与雷达散射截面计算结果表明:FVTD是一种高效准确的时域有限方法。 展开更多

关键词 计算流体力学 时域有限体积法 雷达散射截面 电磁场数值计算

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双时间步时域有限体积方法计算时变电磁场 被引量：1

8

作者 许勇 黄勇 周铸 《电波科学学报》 EI CSCD 北大核心 2015年第4期647-652,共6页

双时间步被引入到时域有限体积解算器这一直接求解麦克斯韦方程组的高精度数值方法中.双时间步方法作为非定常时间推进技巧,时间精度由物理时间步长决定,稳定性要求由定常子迭代时间步长所满足,从而放松了通常显式时间格式和网格对物理... 双时间步被引入到时域有限体积解算器这一直接求解麦克斯韦方程组的高精度数值方法中.双时间步方法作为非定常时间推进技巧,时间精度由物理时间步长决定,稳定性要求由定常子迭代时间步长所满足,从而放松了通常显式时间格式和网格对物理时间步长的限制,达到节约计算量的目的.典型目标电磁散射计算表明:通过对物理时间步长、最大子迭代步数、子迭代收敛判据的合理选取,双时间步方法在保证计算精度的同时,能提高计算效率. 展开更多

关键词 双时间步 时域有限体积法 电磁散射 雷达截面

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CFD技术在目标电磁特性计算中的应用

9

作者 许勇 黄勇 孙俊峰 《航空工程进展》 CSCD 2019年第5期722-727,共6页

电磁学中麦克斯韦方程组和流体力学中无粘流动欧拉方程一样,都是具有实特征值的双曲型偏微分方程组,相同的数学特性使得计算流体力学(CFD)技术能够在计算电磁学(CEM)中得以应用。采用MUSCL格式结合Steger-Warming分裂计算电磁通量,采用4... 电磁学中麦克斯韦方程组和流体力学中无粘流动欧拉方程一样,都是具有实特征值的双曲型偏微分方程组,相同的数学特性使得计算流体力学(CFD)技术能够在计算电磁学(CEM)中得以应用。采用MUSCL格式结合Steger-Warming分裂计算电磁通量,采用4阶Runge-Kutta法计算非定常时间推进,借鉴CFD方法计算电磁场边界条件;采用时域有限体积法(FVTD)数值模拟宽带脉冲波、完全导电体、含吸波材料涂层介质/金属混合体以及复杂外形目标的电磁散射。结果表明:基于CFD的FVTD方法能够高精度地计算目标的电磁特性。 展开更多

关键词 CFD 麦克斯韦方程组 时域有限体积法 电磁散射 雷达截面

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《上海航天》2008年总目次

10

《上海航天》 北大核心 2008年第6期65-68,共4页

关键词 航天 飞行 时域有限体积法 Design 目次 滑模变结构控制 华峰 上海 邓发 Si 带隙结构

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电大尺寸目标电磁散射的并行FVTD计算 被引量：1

11

作者 许勇 黄勇 余永刚 《空气动力学学报》 CSCD 北大核心 2017年第6期797-800,共4页

实际目标的高频电磁散射模拟属于电大尺寸目标电磁计算问题,其高精度数值计算通常伴随着大存储量和大计算量的沉重负担。为保证高精度数值计算,构建了直接求解电磁学麦克斯韦方程组,采用贴体多块结构网格的时域有限体积法(FVTD)解算器... 实际目标的高频电磁散射模拟属于电大尺寸目标电磁计算问题,其高精度数值计算通常伴随着大存储量和大计算量的沉重负担。为保证高精度数值计算,构建了直接求解电磁学麦克斯韦方程组,采用贴体多块结构网格的时域有限体积法(FVTD)解算器。为解决大规模网格带来的大计算量问题,则采用MPI并行编程,进行网格多进程分割、负载平衡以及进程通信设置和程序并行化处理,成功地对电大尺寸飞翼外形进行了L波段双站电磁散射场和雷达截面(RCS)计算。结果表明pmbRCS3d这一并行高精度电磁散射模拟软件具有稳定和鲁棒特性,适合进一步应用于目标更高频段电磁散射计算。 展开更多

关键词 麦克斯韦方程组 时域有限体积法(FVTD)并行计算 L波段 雷达截面(RCS)

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