金属介质复合目标电磁散射特性分析的有限元/边界元混合方法

论文摘要

本文将有限元(FEM)/边界元(BEM)混合方法用于金属介质复合腔体目标电磁散射问题。应用二维结点FEM/BEM混合方法分析带有介质填充或涂敷的金属腔体目标的电磁散射特性,探讨和研究应用该混合方法分析复杂目标电磁散射特性的实现方法以及该混合方法的精度、效率和通用性的提高等问题。讨论了数值实现技术,实现了一种优化的有限元剖分方案,这种方法能够减少剖分出的未知量。开发了应用程序,利用FEM/BEM混合算法分析了带有涂层金属腔体的电磁散射特性。数值计算并研究了不同的吸波材料涂敷、不同的涂层厚度及不同的涂敷顺序对目标雷达散射截面的影响,计算结果与精确结果以及文献结果吻合得很好,计算结果表明,通过选择最佳吸波材料和相应涂层厚度及涂敷顺序,能够显著降低目标的后向雷达散射截面(RCS),此方面的研究对于目标隐身、目标雷达探测及微波遥感等领域具有一定的应用价值。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 绪论
• 1.1 研究背景及意义
• 1.2 研究概况与发展方向
• 1.3 开域散射问题中的有限元理论
• 1.4 本文主要内容
• 第二章 有限元方法简介
• 2.1 有限元方法概述
• 2.2 边值问题的经典方法
• 2.2.1 边值问题
• 2.2.2 里兹方法
• 2.2.3 伽辽金方法
• 2.3 有限元分析的基本步骤
• 2.3.1 区域的离散
• 2.3.2 插值函数的选择
• 2.3.3 方程组的建立
• 2.3.4 方程组的求解
• 2.4 二维有限元方法
• 2.4.1 边值问题
• 2.4.2 变分公式
• 2.4.3 有限元分析
• 2.5 本章小结
• 第三章 模型离散与系统方程组的求解
• 3.1 网格的生成
• 3.1.1 模型的建立
• 3.1.2 区域的离散
• 3.1.3 网格划分信息的提取
• 3.2 系统方程组的求解
• 3.2.1 稀疏矩阵的存储
• 3.2.2 有限元/边界元方程组的求解
• 3.3 本章小结
• 第四章 TM波入射开口腔体时的有限元/边界元法
• 4.1 边界元方法概述
• 4.2 有限元/边界元混合方法概述
• 4.3 TM波入射时有限元/边界元公式
• 4.3.1 边界元公式
• 4.3.2 有限元公式
• 4.4 各向异性介质填充或涂敷腔体时的公式
• 4.5 RCS的计算公式
• 4.6 TM波入射时的计算结果
• 4.6.1 各向同性介质填充或涂敷
• 4.6.2 各向异性介质填充或涂敷
• 4.7 本章小结
• 第五章 TE波入射开口腔体时的有限元/边界元法
• 5.1 TE波入射时有限元/边界元公式
• 5.1.1 边界元公式
• 5.1.2 有限元公式
• 5.2 各向异性介质填充或涂敷腔体时的公式
• 5.3 TE波入射时的计算结果
• 5.3.1 各向同性介质填充或涂敷
• 5.3.2 各向异性介质填充或涂敷
• 5.4 本章小结
• 结束语
• 致谢
• 参考文献
• 作者在读期间的研究成果