廖氏吸收边界条件在频域有限差分法中的应用

廖氏吸收边界条件是一种经典的吸收边界算法,在电磁数值计算的发展过程中起到过重要作用,它具有形式简单、吸收效果好、编程易实现的优点,在早期的时域有限养分(FDTD)电磁计算中得到了广泛应用。文章推导了频域形式下的廖氏吸收边界条件,并将其成功应用到了二维频域有限差分法(FDFD)中。数值实验结果表明,廖氏吸收边界算法在FDFD中依然具有良好的吸收效果,而且不存在稳定性问题,与Mur吸收边界条件相比,具有明显的应用优势。     

一类具有吸收效应的HIV-1病毒动力学模型的全局稳定性

研究一类具有吸收效应的HIV-1病毒感染动力学模型．通过构造适当的Lyapunov函数证明当基本再生数〈1时,未感染平衡点是全局渐近稳定的;当基本再生数〉1时,给出病毒感染平衡点全局渐近稳定的充分条件．     

周期介质栅频率选择特性的时域有限差分法分析

利用时域有限差分法分析了具有周期结构的介质栅在毫米波段作为频率选择表面应用的可能性。文中给出了ＴＥ波垂直入射时几种结构周期介质栅的频率选择特性,得出一些与频域分析结果不同的结论。尚存的问题是平面波对介质栅斜入射的问题没有得到圆满的解决。     

印刷对数周期天线的FDTD分析与实验

采用非均匀网格时域有限差分(NU FDTD)方法,对单层印刷对数周期阵子天线(PLPDA)进行了电磁仿真,分析了单面和双面介质盖板对PLPDA性能的影响,得到了PLPDA的驻波和方向图特性,并进行了实验验证,分析结果与实验结果吻合得较好。     

电磁脉冲对含导线腔体内电路的耦合

应用时域有限差分法研究了有贯通导线存在时,干扰电磁场对有孔屏蔽腔体内电路上耦合电流的影响,进行了建模和计算分析.研究结果表明,当有导线贯通有孔屏蔽腔体时,腔体内电路上的耦合电流会显著增强,贯通导线的长度和半径以及入射波相对内电路位置等对腔体内电路上的感应电流有重要影响.     

高功率电磁环境下导弹发射阵地近地面电磁脉冲波形仿真*

主要研究在高功率电磁环境下高空核爆到达导弹预设作战阵地近地面时的电磁脉冲环境.首先给出高空核爆电磁脉冲场近地面计算的理论基础,然后分析不同条件下近地面的电磁脉冲环境参数,编程实现了基于时域有限差分算法的电磁脉冲波形数值仿真,完成了多种特定预设战场环境下的电磁脉冲计算,最后给出由于电磁脉冲武器的发展和HEMP波形表述形式变化,给导弹武器系统抗电磁脉冲性能研究带来的影响和新动态趋势.结论认为:应加强对前沿更陡、强度更强电磁脉冲的抵抗能力,防御重点放在机动作战样式方面,提高战地战时抗毁生存能力.     

高功率电磁环境下导弹发射阵地近地面电磁脉冲波形仿真

主要研究在高功率电磁环境下高空核爆到达导弹预设作战阵地近地面时的电磁脉冲环境。首先给出高空核爆电磁脉冲场近地面计算的理论基础,然后分析不同条件下近地面的电磁脉冲环境参数,编程实现了基于时域有限差分算法的电磁脉冲波形数值仿真,完成了多种特定预设战场环境下的电磁脉冲计算,最后给出由于电磁脉冲武器的发展和HEMP波形表述形式变化,给导弹武器系统抗电磁脉冲性能研究带来的影响和新动态趋势。结论认为：应加强对前沿更陡、强度更强电磁脉冲的抵抗能力,防御重点放在机动作战样式方面,提高战地战时抗毁生存能力。     

预处理方法求解低马赫数流场的边界条件

通过求解预处理后的二维可压缩Euler方程 ,数值试验了常见的三种进口边界条件的提法及其对稳定性和收敛性的影响。数值试验结果表明 ,预处理后 ,在低马赫数时基于黎曼不变量的边界条件为反射边界条件 ,而另两种边界条件为无反射边界条件     

滑移边界条件的收敛性分析及应用

用速度滑移与温度跳跃边界条件代替通常假定的无滑移边界条件,可有效地提高计算流体力学模型对高空滑移流区域流动的预测精度。应用Maxwell滑移边界条件时,通过直接计算速度梯度及温度梯度而得到速度滑移和温度跳跃量的处理方法在网格较密的时候会出现迭代计算发散的问题。理论分析表明,直接计算梯度的方法使边界条件的时间推进过程等价于雅克比迭代过程,因此必须满足相应的收敛性条件。为了消除收敛性条件的限制,给出了一种在任意网格密度下均收敛的边界条件处理方法并通过数值算例验证了该方法的正确性。针对高空高超声速流动,以空天飞机为例,对比了滑移/无滑移边界条件所得结果的差异,分析了滑移效应对飞行器气动特性及热环境的影响。     

不均匀非磁化等离子体柱的ZTFDTD分析

推导出了一种归一化的Z变换FDTD算法(ZTFDTD),将这种方法用于仿真电磁波与非磁化等离子体的相互作用的研究中,给出了非磁化等离子体的FDTD迭代公式.通过二雏模型分别仿真了在不同等离子体自由电子密度分布下等离子体柱对同一频率电磁波的折射作用、相同自由电子密度分布下等离子体柱对不同频率电磁渡的折射作用,以及在不同电磁波频率和等离子体碰撞频率下,非磁化等离子体柱对电磁波的折射和碰撞吸收作用.数值结果表明,等离子体隐身在理论上是有效可行的,合理地设置等离子体参数,可以极大地增强等离子体隐身效果.     

基于FDTD的脉冲法计算三维目标宽带RCS频率响应

探讨了采用基于时域有限差分法(FDTD)的脉冲法来快速获取三维目标宽带RCS频率响应.将入射波设置为高斯脉冲,对目标进行瞬态分析,将得到的电磁场进行傅里叶变换,从而得到目标的频域散射特性,并对比文献证明了程序的有效性.计算了某新型飞机的双站RCS分布情况,以及该飞机的鸭翼在不同迎角下的宽带RCS频率响应,并对结果进行了分析.     

惯性组合误差标定中边界条件的确定和数据处理方法

利用弹道导弹速率捷联惯性测量组合的数学模型, 研究了惯性组合误差标定中的边界条件确定的方法,给出了标定后数据处理的关键程序代码, 可用于对惯性组合工具误差的补偿。     

一个平凡解的稳定性定理的改进

利用K类函数改进了马尔金定理的一个结论（即在非注定系统中,若相关的定正函数V和定负函数V1满足limt→∞(dV/dT-V1)=0,则系统有稳定的平凡解）,得到一个非驻定系统平凡解的稳定性定理,并通过实例说明本文给出的定理可以判别其平凡解的稳定性,而用马尔金定理的结论失效。     

求解跨音速流动时物面边界条件的处理方法

用时间相关法求解跨音速流动时,合理而有效地处理物面边界条件是十分重要的。本文提出几种物面边界条件的处理方法,并对几个例子进行了数值试验,对其结果进行了讨论。     

边界条件对复合材料层合板准静态压痕损伤的影响

在实际的服役过程中,飞机用复合材料层合板通过四边铆接的方式与飞机金属框架进行连接,其受力时的边界条件为四边固支。以实际应用背景为基础,分别从分层损伤扩展模式、接触力、凹坑深度、损伤宽度四个方面系统地比较了四边固支和四边简支两种边界条件下,复合材料层合板准静态压痕损伤的区别。结果表明以上四种变量在两种边界条件下均存在明显差异,可为基于实际应用的复合材料准静态压痕损伤研究提供实验依据。     

不同边界条件下水下爆炸气泡的数值模拟

采用有限元程序MSC.Dytran对不同边界条件下水下爆炸气泡的脉动过程进行了数值模拟。对数值模拟中的一些重要问题,如炸药药包的建模、网格密度、状态方程和静压力场的设定等问题进行了探讨。对无限水域中的水下爆炸气泡以及自由面边界、水平刚性面边界和垂直刚性面边界三种边界条件下的水下爆炸气泡进行了数值模拟,分析了水下爆炸气泡的半径、外形变化、气泡脉动压力、流场中的速度分布,结果发现边界的存在对气泡外形的影响较大,刚性边界面会使气泡脉动压力增大较多,而自由面边界对气泡脉动压力的影响较小。将数值模拟的结果与理论模型、经验公式和试验结果进行了比较分析,结果吻合较好。     

电偶极子源在时域有限差分网格中设置的一种新方法

提出了电偶极子源在时域有限差分(FDTD)网格中设置的一种新方法,它是以电偶极子源周围若干个FDTD网格组成的立方体来对其进行替代,并对立方体表面上的网格节点施加切向解析电场来模拟电偶极子源。文中把由此方法计算的电偶极子辐射场数值结果分别与电流密度添加形式的设置方法和解析法所得结果进行了对比,空间中各点的电磁场值都一致,验证了此设置方法的正确性。