廖氏吸收边界条件稳定性的改进

廖氏吸收边界条件具有吸收效果好、编程易实现、无需分裂场量的优点,但其数值计算稳定性不佳,无法运用到需要进行长时间迭代的数值计算中去,这极大地限制了其运用范围。文章针对廖氏吸收边界条件数值计算稳定性问题,提出了一种基于加权思想的改进其稳定性的方法,这种方法和以往方法相比,实现起来非常简单,在保证廖氏吸收边界条件良好吸收效果的同时,改善了其稳定性,扩展了高阶廖氏吸收边界条件的运用范围。     

驻波—行波边界条件在PSTD算法中的实现

将时域伪谱法(PSTD)的边界条件PML用驻波-行波边界条件来代替.该条件在边界处附加理想电(磁)壁对计算区域进行截断,将由此产生的反射场去除,从而减少反射场所产生的干扰,在有限的空间内有效地模拟出无限大的电磁散射空间.给出了该边界条件下的二维PSTD迭代格式,并将其数值结果与运用PML边界条件的PSTD的结果进行比较,计算结果表明这种结合形成的新方法节约了内存,提高了计算速度,具有良好的可行性.     

混合尺寸目标电磁计算的时域伪谱/有限体积混合方法

针对单一算法对混合尺寸目标进行时域电磁分析的困难,提出一种时域伪谱(PSTD)同时域有限体积(FVTD)混合方法。FVTD可方便地分析复杂的几何结构和材料,但是难以计算电大尺寸的目标,PSTD则特别适合计算电大尺寸的规则结构,但在模拟复杂的几何结构尤其是带有曲边结构以及电大、电小共存结构时存在困难。混合方法克服了单独算法的缺点,融合各自的优势,提高了算法的求解能力和应用范围。为了减小两种算法连接边界带来的反射,采用了FVTD计算面均值的二次函数重构方法,给出了交叠网格和非交叠网格两种混合方案。数值试验表明,混合方法有较高的精度,具有时域分析混合尺寸目标电磁问题的能力。     

基于高阶交错网格有限差分法的海洋声场计算

为更好地认识和解释海洋声场的传播规律,基于数值计算的方法对声场的传播过程进行了模拟,给出了二维理想流体介质中的一阶声波方程,推导出相应的高阶交错网格有限差分格式,以及海水自由界面和完全匹配层吸收边界条件(PML)公式,并采用通量校正传输方法(FCT)压制数值色散。通过对海洋声场计算,验证了所采用的自由界面条件、吸收边界条件、FCT,以及声场模拟的正确性。     

《军事通信技术》2012年优秀论文获奖名单

一等奖(2名):文威,张杭.基于IVA的卷积混合频域盲扰信分离算法研究(3—1);韩振平,钱祖平,刘宗全,倪为民.宽带宽缝隙共形天线的设计及其特性研究(1—1)。二等奖(5名):王可青,陈建忠,牛英滔,朱勇刚.基于压缩感知和Welch的宽带频谱感知新算法(4—1);隋璐瑛,张雄伟,黄建军,董军涛.一种基于非负矩阵分解的语音增强算法(1—18);张亚军,高媛媛,苏世彬,臧国珍,房务将.基于判决反馈差分检测的差分协同分集系统(2—1);刘洪,程剑,刘良凯,周雄林.突发扩频信号码相位精确估计的卡尔曼滤波方法(2—16);张雷,余同彬,赵研卉,田军.廖氏吸收边界条件稳定性的改进(4—6)。     

电磁轨道炮的三维电热力耦合数值模拟

基于有限元和边界元混合算法,辅以外电路模拟程序,开发了电磁发射三维电热力耦合数值模拟程序(Railgun3D)。该程序可描述电磁发射过程中电磁加载、欧姆加热、电枢运动等物理过程,为电磁发射系统的设计提供参考。对使用电磁轨道炮三维电热力耦合数值模拟程序的计算结果与经验公式计算以及串联增强型电磁轨道炮发射的试验结果进行了比较和分析,结果表明:所开发的程序不仅能模拟电磁发射过程,还能给出发射中电、热、力参数的变化,有助于提高对电磁发射过程的理解,可为电磁发射器的设计提供参考。     

基于MLFIPWA的复杂目标电磁散射分析

在积分方程法求解电磁散射中,用迭代方法计算的计算量为O(N2).快速非均匀平面渡算法(FIPWA)加速了矩矢相乘,使数值计算量减小到O(N3/4),而用多层快速非均匀平面波算法(MLFIPWA)则可减小到O(NlnN).可见,多层快速非均匀平面波算法(MLFIPWA)特别适合处理电大尺寸复杂目标的电磁散射分析.因此,就对这一算法的原理、数值实现及复杂度进行了详尽的研究,并给出了多层快速非均匀平面波算法(MLFIPWA)的计算实例验证了该方法的正确性及高效性.     

海洋拖曳系统运动方程的变步长有限差分数值仿真

有限差分算法是常用的海洋拖曳系统运动仿真计算方法,传统的有限差分算法在对拖缆进行离散时,采用固定空间步长,为了提高数值计算的精度,通常需要减小空间步长,这既增加了计算时间,又浪费了计算机内存,甚至造成无法仿真一些工况。针对这一问题,提出了变步长有限差分数值算法,给出了步长变化的设定原则与算法,在建立海洋拖曳系统运动模型的基础上,系统分析了这一方法的求解思想与过程,并分别采用传统固定步长有限差分算法(大空间步长和小空间步长)和变步长有限差分算法,对模型进行了数值仿真,结果表明:变步长有限差分算法不仅保证了仿真计算精度,而且降低了计算机内存需求量,减少了计算时间。此外,变步长有限差分算法具有较高的灵活性,可根据实际情况,综合考虑计算时间、内存需求量和计算结果精度,从而选择合适的空间步长变化规律。     

一种适用任意平面多边形的三角剖分算法

针对基于凹凸顶点判定的三角剖分算法适用范围有限的缺点 ,提出了将凹凸顶点判定与连接多边形内外边界相结合的适用任意平面多边形的三角剖分算法 GTP( General Triangulation of Polygons)。GTP计算速度快、适用范围广的良好特点已在应用中得到证实     

有耗媒质中目标体散射特性的TSNU-PSTD模拟

结合PML边界条件的傅立叶时域伪谱(PSTD)算法已被广泛用于模拟电磁波传播和目标散射,但传统的PSTD方法在每个坐标方向上需要均匀分布的空间坐标网格点,因而不能够很好地模拟曲面目标和与网格空间尺寸不一致的目标,基于变空间非均匀网格的PSTD(TSNU-PSTD)方法可以很好地克服这些不足。将CFS-PML边界条件应用在PSTD算法中,并将其与TSNU-PSTD方法相结合模拟了大范围有耗媒质中介质体目标的电磁散射,部分计算结果与FDTD计算结果进行了比较。仿真结果表明,TSNU-PSTD算法只需平均每波长分成3个网格就可以得到令人满意的计算结果,可高效地分析大范围有耗媒质中曲面形状目标体的散射特性。     

浅海舰船地震波场仿真中的边界处理

为解决舰船地震波场数值仿真中的边界反射问题,结合浅海传播环境特征和舰船地震波激发机理,提出边界处理算法。采用交错网格有限差分法对一阶速度-应力方程进行数值离散;采用应力镜像法处理海水和空气的自由表面,采用分裂式完全匹配层法处理区域边界;将该模型应用于平行海底近场、远场以及倾斜海底的波场仿真算例中。仿真结果表明:加入边界处理后,自由表面的吸收和区域边界的反射有效减少,波场特征清晰,该算法符合浅海舰船地震波场数值仿真的边界处理要求。     

SPH数值模拟中固壁边界的一种处理方法

在光滑粒子流体动力学 (SPH)数值模拟中尝试了一种处理固壁边界的边界力方法 ,给出了一种新的边界力形式。利用SPH方法及边界力方法对水坝坍塌和涌波进入静止水塘这两个自由表面流动问题作了数值模拟。数值模拟结果表明 ,在SPH计算中使用本文所给边界力处理固壁是行之有效的     

一种分析广义脊形传输器件的新型数值方法

利用Compact 2-D频域有限差分(FDFD)法分析广义脊形传输器件特性,得到的本征方程只涉及4个横向场分量,与同时处理6个场分量的本征问题相比,大大降低了CPU时间,同时由给定的工作频率f求解相移常数β,易于实际应用.针对广义脊形传输器件的复杂结构,本文划分了不同的子区.几种代表性的脊形波导传输结构分析结果与其他方法一致,表明了本文分析思路的可行性.     

频域线性算法用于雷达导引头建模

采用“面向控制”模型的建模新方法——频域线性算法,对采用比例导引的主动式雷达导引头进行建模。此算法可辨识出对象模型和模型偏差的硬边界。针对主动式雷达导引头使用环境恶劣,以及导引头与目标、环境相互作用关系复杂,使用了调整的频域线性辨识算法(即需要先验知识)。仿真计算表明,此辨识算法鲁棒性好,辨识可信度高     

可分椭圆型偏微分方程的 FACR(L)算法及其并行实现

文中就解Dirichlet 边界条件的Poisson 方程给出了FACR(L)算法及其并行实现过程,讨论了FACR(L)算法的计算复杂性,给出了针对向量机YH—1的算法的参数L 的优选公式,在YH—1机上得到了较为理想的,数值试验结果。     

基于IVA的卷积混合频域盲扰信分离算法研究

盲扰信分离是盲源分离算法在无线通信抗干扰中的应用。文章将独立向量分析(IVA)引入到卷积混合频域盲扰信分离算法中,克服了频域方法存在顺序不确定性和分离效果不佳的缺陷。仿真实验表明该算法的有效性,采用该算法实现了卷积混合条件下BPSK信号与多种干扰的扰信分离,具有一定的抗干扰能力。     

并行时域自适应算法在电大目标瞬态散射中的应用

基于电磁场时域积分方程(TDIE)数值技术计算复杂目标的瞬态散射特性,其计算量和内存需求大,采用时域自适应算法(TDAIM)降低了TDIE的计算规模。在研究TDAIM并行算法的基础上,开发了基于.NET Remoting的电磁场分布式数值计算方案。数值结果表明,该方案显著提高了TDAIM的计算效率,为解决电大目标瞬态电磁散射问题提供了一条有效途径。     

复杂电磁环境下通信抗干扰的信息筛选算法

根据复杂电磁环境下通信联络的特点,基于大规模通信数据的涌现,采用一种能够在大量干扰和背景信号中筛选出有用信息的算法。通过对覆盖算法的研究,利用概率理论对其算法进行了优化和改进,为应用覆盖算法构建了一个实用的有限混合的概率模型,而后采用最大似然的原理进行优化计算,实现覆盖算法的优化实用化。将这种数据筛选算法应用到受到干扰条件下短波通信的海量信息的挖掘中,取得了良好的效果,验证了其有效性。     

等离子体粒子模拟中的电磁场边界条件

针对等离子体粒子模拟中电磁场边界条件的选取问题 ,对简单吸收边界条件、Lindman边界条件、超吸收边界条件等进行了详细的讨论。结果表明 ,简单吸收边界条件计算量最小、误差最大 ,超吸收边界条件计算量最大、误差最小 ,Lindman边界条件误差较小且其反射系数对入射角的依赖性不大     

加脊喇叭天线的时域分析

采用了结合完全匹配层 (PML)吸收边界的时域有限差分方法 (FDTD)分析了加脊喇叭天线的时域特性。利用环路积分方法 (CP)处理曲线金属边界和脊间窄缝 ,计算了天线的阻抗以及口径场的幅相分布 ,结果表明 ,FDTD法分析天线时域特性是非常有效的