导体介质组合体电磁散射的退化核快速解法研究

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近年来,随着科学技术发展,许多工程应用需要对复杂三维目标进行电磁特性分析。本文研究的是导体、介质组合目标的快速解法,采用了PMCHW积分方程对介质目标、导体介质组合目标进行电磁散射特性分析,并采用了H矩阵(层次矩阵)方法,提高了求解效率,使得求解电大尺寸目标成为可能。本文主要是根据核函数的退化实现导体介质组合目标的快速算法。首先,介绍了本文使用的快速求解方法—H矩阵方法,介绍了H矩阵的构造方法,并在理论上详细推导了H矩阵的存储量和运算量,两者的复杂度均为O (NlogN)。然后,依据等效原理,建立起介质目标的PMCHW积分方程、导体介质组合目标的PMCHW-EFIE积分方程。并以全涂覆目标为例,详细介绍了导体介质组合目标矩量法实现,通过若干数值例算,验证了PMCHW积分方程求解的有效性和程序的正确性。随着未知量的增加,矩量法求解所需计算资源成几何倍数增长。然后,本文将H矩阵方法运用到介质目标、导体介质组合目标矩量法求解中。H矩阵矩阵块有近区块和远区块之分,近区块使用传统的矩量法直接求解填充,远区块采用几个低秩矩阵间接表示。远区块的填充主要是通过核函数退化构造,本文采用Lagrange插值方法对核函数进行近似逼近,实现场点、源点分离,达到减少运算资源的目的。最后,通过若干数值例算,验证了H矩阵方法求解介质目标、导体介质组合目标的高效性。
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