時域譜元法求解瞬態(tài)電磁輻射和散射問題.pdf

1、論文首先對時域譜元法(time domain spectral-element method,TDSEM)中使用的一階吸收邊界條件(ABC)和各向異性介質完全匹配層(PML)作了研究,并利用吸收邊界條件分析了波的輻射特性;接著利用時域譜元法分析了波的散射特性;最后把共形完全匹配層(CPMLI)應用于時域譜元法中并分析了它的一些特性。
　　 本文使用的時域譜元法是基于波動方程的,在對計算區(qū)域進行離散時采用了曲六面體進行離散,從而能

2、夠精確模擬目標的復雜幾何結構和介質組成特性;時域譜元法采用特定的正交多項式作為基函數,所以系數矩陣是塊對角的,矩陣求逆會變的很容易,與時域有限元相比這將大大減少計算時間。
　　 將時域譜元法應用于開域問題時,對于計算區(qū)域的邊界需要設置適當的截斷邊界條件,在時域譜元法中本文主要用ABC和PML來截斷計算區(qū)域。首先本文用時域譜元法分析了輻射問題,并用ABC和PML截斷計算區(qū)域。本文對ABC和PML的吸收效果進行了對比分析,并分析了不

3、同的PML層數,電導率和相對介電常數對吸收效果的影響。其次本文用時域譜元法分析了散射問題,并分別對任意形狀理想導體目標,介質目標和復雜媒質目標的瞬態(tài)電磁散射特性進行了分析。
　　 最后本文分析了一種更高效的PML,即共形PML。在時域譜元法中使用了共形PML,并取得了比較好的效果。研究結果表明在使用CPML作為吸收邊界條件時,CPML的形狀是由包圍散射體的最小凸曲面決定的并且CPML的介質參數也會受其影響。與常規(guī)的PML作為截斷