有限元算法的研究與提高.pdf

1、有限元方法(FEM)是一種著名的近似求解數(shù)理邊值問(wèn)題的數(shù)值技術(shù)。在上世紀(jì)四十年代被提出,并在五十年代開始用于飛機(jī)設(shè)計(jì)。雖然其起源于結(jié)構(gòu)分析,但由于建立在具有普遍意義的變分原理基礎(chǔ)之上,因此具有一般性。目前,已成為廣泛應(yīng)用于各類工程問(wèn)題的一種通用方法。有限元算法作為計(jì)算電磁學(xué)領(lǐng)域的三大主流方法之一,它的優(yōu)點(diǎn)主要在于處理復(fù)雜目標(biāo)和非均勻介質(zhì)的問(wèn)題上,并且得到的程序具有很強(qiáng)的通用性。
　　近些年,隨著武器裝備隱身技術(shù)發(fā)展的需要,復(fù)雜目標(biāo)

2、雷達(dá)散射截面(RCS)分析已經(jīng)成為隱身領(lǐng)域的一個(gè)日益重要的研究課題。由于有限元方法所具有的突出優(yōu)點(diǎn),將該方法應(yīng)用于復(fù)雜目標(biāo)雷達(dá)散射截面分析是近些年的一個(gè)研究熱點(diǎn),其應(yīng)用前景被廣泛看好。然而,在面向?qū)嶋H工程應(yīng)用方面還有種種不足,有許多問(wèn)題尚待解決,特別是國(guó)內(nèi)這方面的研究不多,與國(guó)外有明顯差距。所以,在此領(lǐng)域的研究和探討工作有著重要意義。
　　本論文主要從以下四個(gè)方面對(duì)有限元方法進(jìn)行研究和探討。
　　(1)詳細(xì)介紹了有限元算法的

3、基本原理和求解步驟以及每個(gè)求解步驟上所用到的軟件、技術(shù)和方法等;
　　(2)分別介紹了幾種邊界條件,著重分析了吸收邊界條件和完全匹配層,并且用完全匹配層作為開域散射邊界條件,對(duì)二維散射問(wèn)題進(jìn)行了研究;
　　(3)將矢量有限元用于波導(dǎo)特征值的求解問(wèn)題,避免了傳統(tǒng)有限元方法中存在的一些缺陷如偽解、邊界處理及奇異性等問(wèn)題;
　　(4)將多小波作為基函數(shù)引入到限元方法中,并且用該方法計(jì)算了不均勻介質(zhì)層的反射問(wèn)題及波導(dǎo)的特征值問(wèn)