MEI方法的病态性研究

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MEI(MeasuredEquationofInvariance)方法是一种有效的用于边界截断的数值计算方法。该方法的优点是:(1)允许网格在靠近散射体表面截断;(2)可以获得一个大型稀疏矩阵。由于这两大突出的优点,MEI方法自1992年由K.K.MEI教授等提出来后,引起了广泛的研究兴趣,已经被用于多个领域的计算。 本论文完成了以下工作: (一)对经典MEI方法进行了研究。首先进行了理论的分析和公式推导,然后完成了MEI方法的计算机程序,实现了用MEI方法对导电物体电磁散射导体表面感应电流的计算。利用这个程序,对一些散射问题作了计算,求出了表面感应电流的分布。为了检查结果的正确性,也完成了求解导电物体表面感应电流的矩量法程序。文中将矩量法的计算结果作为检验MEI方法计算结果的参照。 (二)论文首次对MEI方程病态性作了详细研究。文中较详细地研究了MEI方程的条件数,并发展了求条件数的FORTRAN程序,计算了不同尺寸下的导电圆柱和导电矩形方柱的MEI方程条件数。发现导电圆柱MEI的条件数远远大于导电矩形方柱MEI的条件数。这个结论在MEI的工程应用中具有重要的意义。文中为了验证条件数结果的正确性,将用FORTRAN程序计算的数据同用MATLAB计算的结果进行了比较,结果是一致的。说明了该结果的正确性。 (三)论文对研究中发现的最病态的2D金属圆柱的MEI分析做了大量的计算分析工作。通过对这些计算工作的总结研究发现:(1)二维导电圆柱电尺寸变大后,在相同的MEI参数情况下,经典MEI方法计算出的结果不再准确了的现象;(2)测试子个数和积分步长分别独立地强烈影响着数值结果。并由此探索出了有效的改善方法。将改善方法应用于各种尺寸二维导体圆柱表面感应电流的计算,计算结果与经典解结果吻合得很好。 本论文的工作,对于完整全面了解和应用MEI方法提供了新的重要信息,对其在工程中的应用十分有帮助。
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