非均勻色散介質(zhì)透射散射方法研究.pdf

1、FDTD（Finite Difference Time Domain）方法是電磁計(jì)算領(lǐng)域的一種非常重要的方法，它基于蛙跳方法求解麥克斯韋方程組的微分項(xiàng)。作為一種時(shí)域方法，F(xiàn)DTD被廣泛應(yīng)用于研究非均勻色散媒質(zhì)對(duì)電磁波的透射、散射作用。
　　隨著人們對(duì)電磁問題研究的不斷深入，計(jì)算模型的空間尺寸不斷增大，復(fù)雜程度不斷升高。由于courant穩(wěn)定性條件和數(shù)值色散的限制了時(shí)間步長(zhǎng)和空間步長(zhǎng)的選取，這些復(fù)雜電磁的計(jì)算時(shí)間和內(nèi)存占用也隨著網(wǎng)格

2、數(shù)目而增加。進(jìn)而，本文在非均勻色散媒質(zhì)的計(jì)算中引入了非均勻網(wǎng)格技術(shù)以及并行計(jì)算技術(shù)來(lái)縮短計(jì)算時(shí)間、減少內(nèi)存使用。
　　本文首先闡述了FDTD領(lǐng)域的重要原理，對(duì)于信號(hào)源、吸收邊界做了介紹。并通過金屬、介質(zhì)、金屬-介質(zhì)復(fù)合目標(biāo)的散射驗(yàn)證了遠(yuǎn)場(chǎng)外推的準(zhǔn)確性。針對(duì)非磁化等離子體、磁化等離子體，給出了PLRC方法的詳細(xì)推導(dǎo)，并計(jì)算了分層、非均勻的非磁化等離子體、磁化等離子體的透射、散射問題。
　　接著，針對(duì)非均勻網(wǎng)格方法，本文介紹了亞

3、網(wǎng)格技術(shù)和緩變網(wǎng)格技術(shù)。將緩變網(wǎng)格技術(shù)引入到非均勻色散介質(zhì)的計(jì)算當(dāng)中，并給出了詳細(xì)的推導(dǎo)。接著，通過求解雙層、四層非均勻等離子體球的散射特性，驗(yàn)證了緩變網(wǎng)格方法的數(shù)值準(zhǔn)確性。之后給出了緩變網(wǎng)格方法和均勻網(wǎng)格方法在計(jì)算時(shí)間、消耗內(nèi)存上的對(duì)比，很好的體現(xiàn)出該方法的有效性。
　　最后，本文介紹了并行技術(shù)中的MPI方法和OpenMP方法。再簡(jiǎn)單對(duì)比兩種方法后，詳細(xì)的討論了OpenMP方法以及在非均勻色散介質(zhì)介質(zhì)上的應(yīng)用。通過求解三層、五層