基于有限元方法的電磁散射計算.pdf

1、有限元方法是計算電磁學的主流方法之一，對復(fù)雜結(jié)構(gòu)和非均勻介質(zhì)問題有很強的描述能力。有限元法求解的基本思想是把邊值問題的求解轉(zhuǎn)化為條件變分問題的求解。 本文首先對有限元方法的發(fā)展歷史和現(xiàn)狀加以分析和總結(jié)，并給出了有限元方法的基本步驟。然后對二維有限元的處理方法展開說明，給出了二階等參元剖分算法和標量離散化處理方法。 在電磁散射等開域問題中，有限元方法需要用虛擬邊界截斷無限大分析區(qū)域，本文采用完全匹配層作為吸收邊界條件，給出

2、了其基本原理。在此基礎(chǔ)上，研究了共形匹配層的特性，得出了共形匹配層衰減參數(shù)的變化規(guī)律；最后給出了一種新型的吸收邊界條件——互補共形匹配層，可以在稍微增加計算量的同時減小非物理反射，從而提高求解精度。 對于旋轉(zhuǎn)對稱目標，可充分利用其旋轉(zhuǎn)對稱性，用矢量棱邊基函數(shù)表示橫向場分量，用標量節(jié)點基函數(shù)表示角度場分量，這樣將三維問題轉(zhuǎn)化為二維問題進行處理。由于最后得到的有限元方程組的系數(shù)矩陣大都是稀疏矩陣，為了降低計算機的內(nèi)存和計算時間，我們