检索结果-内蒙古大学图书馆

弹箭与制导学报 2006年第1期26卷 1003-1007页

作者：陈刚高正红西北工业大学航空学院西安710072

计算流体力学中时域有限体积法应用于计算电磁学,直接求解守恒积分型时变Maxwell方程组,分别通过Steger-Warming矢通量分裂和Runge-Kutta实现空间离散和时间推进.先后完成波在自由空间及介质中传播的模拟和几种二维完全导电体的散射计算... 详细信息

计算流体力学中时域有限体积法应用于计算电磁学,直接求解守恒积分型时变Maxwell方程组,分别通过Steger-Warming矢通量分裂和Runge-Kutta实现空间离散和时间推进.先后完成波在自由空间及介质中传播的模拟和几种二维完全导电体的散射计算,探讨了影响算法精度的因素.计算结果和理论或文献参考值吻合得相当好,证实本文方法精度高.

关键词：时域有限体积法计算流体力学麦克斯韦方程组电磁散射

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结构/直角切割网格下时域有限体积法在计算电磁中的应用研究

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航空学报 2007年第5期28卷 1033-1039页

作者：陈刚高正红西北工业大学航空学院陕西西安710072

采用有限体积法直接求解时域麦克斯韦方程组,研究了二维圆柱、翼型和三维球体、立方体、双球体等典型完全导电目标的电磁散射问题。空间离散使用近似黎曼解构建网格通量,并针对二维结构网格、三维自适应直角切割网格分别给出重构方法,... 详细信息

采用有限体积法直接求解时域麦克斯韦方程组,研究了二维圆柱、翼型和三维球体、立方体、双球体等典型完全导电目标的电磁散射问题。空间离散使用近似黎曼解构建网格通量,并针对二维结构网格、三维自适应直角切割网格分别给出重构方法,时间方向采用二步龙格库塔法。计算与理论、实验或文献结果符合良好。

关键词：时域有限体积法自适应直角网格电磁散射

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时域有限体积法的格式稳定性分析

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上海航天 2008年第6期25卷 34-38页

作者：苏敏童创明邓发升空军工程大学导弹学院陕西三原713800

以模型方程为例,采用MUSCL插值的S-W通量分裂格式,分别结合二步、四步龙格-库塔时间推进格式建立数值求解方法。用Von Neumann傅里叶级数分析方法,通过对不同格式的放大因子及色散因子的计算,分析了时域有限体积法(FVTD)格式的稳定性。

关键词：时域有限体积法稳定性 S-W通量分裂龙格-库塔法

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基于时域有限体积法的计算电磁

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上海航天 2008年第3期25卷 23-26,61页

作者：苏敏童创明空军工程大学导弹学院陕西三原713800

介绍了基于计算流体力学(CFD)中的时域有限体积法(FVTD)的电磁计算。根据Maxwell方程组,给出了计算电磁(CEM)中FVTD的时间离散、MUSCL迎风型格式插值、空间离散和边界条件的处理,以及雷达散射截面(RCS)的计算公式。对无限长理想导体圆... 详细信息

介绍了基于计算流体力学(CFD)中的时域有限体积法(FVTD)的电磁计算。根据Maxwell方程组,给出了计算电磁(CEM)中FVTD的时间离散、MUSCL迎风型格式插值、空间离散和边界条件的处理,以及雷达散射截面(RCS)的计算公式。对无限长理想导体圆柱和线天线二维完全导电体的表面诱导电流与雷达散射截面计算结果表明:FVTD是一种高效准确的时域有限方法。

关键词：计算流体力学时域有限体积法雷达散射截面电磁场数值计算

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结构/直角网格下时域有限体积法在计算电磁中的应用研究

结构/直角网格下时域有限体积法在计算电磁中的应用研究

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作者：陈刚西北工业大学

学位级别：硕士

为实现气动、隐身性能的一体化设计,这十多年来,基于计算流体力学的时域有限体积法正被推广到计算电磁学中。本文在综合大量文献的基础上,分别给出了结构网格以及非结构网格下电磁场矢量共置于网格中心的FVTD算法;先后发展了结构网格下... 详细信息

为实现气动、隐身性能的一体化设计,这十多年来,基于计算流体力学的时域有限体积法正被推广到计算电磁学中。本文在综合大量文献的基础上,分别给出了结构网格以及非结构网格下电磁场矢量共置于网格中心的FVTD算法;先后发展了结构网格下一维电磁波传播、二维电磁散射问题以及非结构网格下三维电磁散射问题的求解器;完成了大量数值实验,其结果表明本文的计算软件精度较高,为进一步发展打下了良好的基础。结构FVTD算法中,空间离散时首先用MUSCL格式生成单元边界处的左、右状态变量,在此基础上利用某种方法完成通量计算。本文分析了两种通量计算方法,一种是基于特征分裂的Steger-Warming矢通量分裂方法,另一种是求解单元边界上近似黎曼解的通量差分分裂法。数值结果表明两种方法基本等价。完成通量计算后,方程组就简化为常微分方程组,这时可采用多种常微分方程数值解方法实现时间推进。本文对于一维情况分别采用了二步和四步龙格—库塔法,二维则只使用四步方法。对于上述的结构算法,本文首先对MUSCL格式和二、四步龙格—库塔法作了稳定性分析,明确了算法的稳定性和色散、耗散特性;通过对正弦波在自由空间及多层介质空间中的传播的数值模拟,考察了MUSCL格式、网格密度、CFL数、以及网格形式对波传播的耗散和色散的影响,从而给出相应参数取值指导。接着,本文将结构FVTD算法应用到二维目标电磁散射计算中,典型目标选择无限长导电圆柱和NACA0012翼型。目标表面诱导电流和双站雷达散射截面的计算值与解析解或文献结果的比较显示,本文结构网格下二维FVTD求解器能够解决从低频到高频较大频宽范围内散射问题,可应用于工程实际外形。另外,通过对圆柱体外形结果的讨论,掌握了相关参数对结果的影响以及取值范围。非结构FVTD算法仍采用半离散方式。空间离散时,给出了为获取分界面处变量所必需的基于一阶泰勒展开的重构方法。通过引入的重构方法获取左、右状态变量后,利用近似黎曼解方法即可完成通量计算,之后则可用求解常微分方程的方法实现时间推进。同时,本文将重构算法与时间积分紧密结合起来,给出了完整的时间推进算法。基于自适应笛卡尔网格具有生成、拆分、合并更为容易,具有更强的自适应和处理复杂外形能力等优点,本文采用直角网格实现非结构FVTD算法,编制了三维导电目标散射问题求解器。为检验求解器的精度和适用外形能力,本文先后选择完全导电球体、立方体和双球体等几何外形做了数值模拟。计算结果和解析级数解或文献结果比较显示,本文FVTD算法能计算三维目标的电磁散射。

关键词：时域有限体积法结构/非结构网格自适应直角网格麦克斯韦方程组电磁散射

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基于时域有限体积法的旋翼翼型RCS特性计算

基于时域有限体积法的旋翼翼型RCS特性计算

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第十五届全国计算流体力学会议

作者：蒋相闻招启军肖斌徐国华南京航空航天大学直升机旋翼动力学重点实验室南京210016

翼型的选取是减缩直升机旋翼雷达散射截面(RCS)的关键之一，本文借鉴计算流体力学(CFD)技术，建立了一套基于时域有限体积法(FVTD)的直升机旋翼翼型RCS数值计算方法。以积分形式的Maxwell方程组为主控方程，时间离散采用四步Runge-KutI... 详细信息

翼型的选取是减缩直升机旋翼雷达散射截面(RCS)的关键之一，本文借鉴计算流体力学(CFD)技术，建立了一套基于时域有限体积法(FVTD)的直升机旋翼翼型RCS数值计算方法。以积分形式的Maxwell方程组为主控方程，时间离散采用四步Runge-KutIa法，空间离散使用Sceger-Warming通量分裂方法和MUSCL插值;此外，还给出了导体边界和远场边界的处理方法和RCS的计算公式。在通过NACA0012翼型算例验证本文方法有效性的基础上，开展了多种旋翼专用翼型的RCS特性的数值模拟分析，并进一步对比获得旋翼翼型几何特征对RCS特性的影响规律。

关键词：武装直升机旋翼翼型雷达散射截面时域有限体积法

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双时间步时域有限体积方法计算时变电磁场

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电波科学学报 2015年第4期30卷 647-652页

作者：许勇黄勇周铸中国空气动力研究与发展中心计算空气动力研究所四川绵阳621000

双时间步被引入到时域有限体积解算器这一直接求解麦克斯韦方程组的高精度数值方法中.双时间步方法作为非定常时间推进技巧,时间精度由物理时间步长决定,稳定性要求由定常子迭代时间步长所满足,从而放松了通常显式时间格式和网格对物理... 详细信息

双时间步被引入到时域有限体积解算器这一直接求解麦克斯韦方程组的高精度数值方法中.双时间步方法作为非定常时间推进技巧,时间精度由物理时间步长决定,稳定性要求由定常子迭代时间步长所满足,从而放松了通常显式时间格式和网格对物理时间步长的限制,达到节约计算量的目的.典型目标电磁散射计算表明:通过对物理时间步长、最大子迭代步数、子迭代收敛判据的合理选取,双时间步方法在保证计算精度的同时,能提高计算效率.

关键词：双时间步时域有限体积法电磁散射雷达截面

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求解电磁隐身问题的时域无网格等算法及其应用研究

求解电磁隐身问题的时域无网格等算法及其应用研究

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作者：高煜堃南京航空航天大学

学位级别：博士

飞行器电磁隐身特性数值计算方法的研究一直备受学术界和工程界的关注。本文围绕物理光学法、时域有限体积法和时域无网格等电磁隐身数值方法,就方法的适用范围、计算精度、计算效率以及计算区域离散灵活性等问题开展了深入系统的研究... 详细信息

飞行器电磁隐身特性数值计算方法的研究一直备受学术界和工程界的关注。本文围绕物理光学法、时域有限体积法和时域无网格等电磁隐身数值方法,就方法的适用范围、计算精度、计算效率以及计算区域离散灵活性等问题开展了深入系统的研究。首先研究了物理光学法。算法采用了Ludwig积分方法来处理散射场计算中涉及的积分项,无需引入大量的积分采样点;根据照明条件结合采用简化的深度排序算法来进行遮挡判断,可以兼顾求解要求和计算效率。快速求解得到的典型高频散射目标的RCS能与解析解或文献结果一致。接着研究了格心非结构网格时域有限体积算法,可用于全频段散射问题的求解。然后针对现有的格点算法需要生成对偶网格和进行交错采样、实现较为复杂的问题,发展了一种电磁场统一采样于单一非结构网格格点的时域有限体积算法。本文讨论了基于格点的面值函数逼近重构的具体实施方法,包括插值模板的选择和重构系数的确定。算例表明基于二次函数重构的计算结果整体上较基于线性函数重构的结果更加与级数解接近;截断位置处采用PML边界条件较无反射边界条件可以用相对小的计算域进行计算,计算时间大大节省;格点算法的收敛速度和计算速度均比传统的格心算法快得多。文中给出的多段翼型算例和平板飞机模型等模拟算例,在一定程度上展示了发展的格点算法处理多体干扰问题的能力。为了提高对复杂外形的适应能力,提出了求解二维TM波麦克斯韦方程的时域无网格算法。针对时域无网格算法涉及的计算区域的布点问题,提出了一种基于直角网格点的直接布点方法。采用该方法,可以对计算区域进行快速布点填充,同时在计算点的局部得到无网格算法实施所需的点云结构。在当地点云上,计算点的通量则采用本文提出的基于点云结构的近似黎曼解计算确定。典型算例的计算结果能与级数解或文献结果吻合。算例表明计算区域的离散,不论是基于直接布点还是基于网格点,时域无网格算法均具有良好的收敛特性。由于算法是基于无网格点云发展的,因而适合处理多体及多部件干扰等复杂情形。接着基于函数加权最小二乘逼近法,提出了用于求解二维TE波麦克斯韦方程的时域无网格算法。权因子的引入可弱化计算域布点过近所带来的矩阵求逆问题,有助于提高布点离散的灵活性。算例表明在TE波照射下,外挂会对飞行器主体的隐身特性造成显著影响;改变电磁波的照射方向、外挂的尺寸或者外挂与主体的相对位置都会影响主体与外挂之间的干扰特性以及目标整体的隐身特性,其中前两者影响较大。然后为了处理面向实用的三维问题,基于三维无网格点云结构和函数加权最小二乘逼近法,发展了求解三维麦克斯韦方程的时域无网格算法。典型算例的计算结果能与级数解、文献矩量法或精确控制法等结果一致。文中给出的进气道模型和隐身飞机模型等模拟的复杂散射体算例,一定程度上展示出发展的算法处理三维实际散射目标的能力。为了提高上述时域无网格算法的计算精度,进一步提出了求解麦克斯韦方程的WENO重构时域无网格算法。文中基于无网格点云和局部一维坐标,给出了WENO重构实施所要求模板的构造方法。通量运算涉及的无网格点云中心点与卫星点连线中点处物理量的左右状态值,改用三阶WENO重构计算,以替代通常的线性重构。典型算例验证了基于WENO重构的数值解较通常的线性重构结果能更加与理论解接近。数值模拟时,截断位置处的布点数可以适当减少以减小计算量。计算得到的不同频率圆柱的双站RCS都能与级数解吻合,展示了算法求解全频段目标散射问题的能力。最后给出的飞机模型投弹模拟算例则展示了算法处理多体干扰等复杂情形的能力。

关键词：物理光学法时域有限体积法非结构网格格点格式时域无网格算法近似黎曼解 WENO重构

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基于CFD的电磁散射数值模拟

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空气动力学学报 2004年第2期22卷 185-189页

作者：许勇乐嘉陵中国空气动力研究与发展中心四川绵阳621000

计算流体力学(CFD)技术中的时域有限体积法(FVTD)被推广到计算电磁学中,直接数值求解时变麦克斯韦方程组。FVTD使用电磁场矢量共置于网格单元中心、散射场积分形式的麦克斯韦方程组守恒形,空间离散使用基于特征值的近似黎曼解构建网格... 详细信息

计算流体力学(CFD)技术中的时域有限体积法(FVTD)被推广到计算电磁学中,直接数值求解时变麦克斯韦方程组。FVTD使用电磁场矢量共置于网格单元中心、散射场积分形式的麦克斯韦方程组守恒形,空间离散使用基于特征值的近似黎曼解构建网格单元边界通量,时间推进采用四阶龙格-库塔法。TM和TE波极化下几种二维完全导电体的表面诱导电流密度和雷达散射截面(RCS)计算验证表明,时域有限体积法是一种高精度有效的时域方法。

关键词： CFD 电磁散射数值模拟计算流体力学时域有限体积法雷达散射截面

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基于非结构Cartesian网格的电磁散射场计算

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清华大学学报（自然科学版） 2007年第11期47卷 2068-2071页

作者：张兆沈孟育张涵信清华大学航天航空学院北京100084 中国空气动力研究与发展中心绵阳621000

计算流体力学中的网格技术和数值方法对于计算电磁学的应用具有借鉴意义。该文结合计算流体力学中的数值方法,建立了基于非结构Cartesian网格上的时域有限体积法,用于求解电磁散射问题。为保证这种方法在时间和空间上具有二阶精度,在时... 详细信息

计算流体力学中的网格技术和数值方法对于计算电磁学的应用具有借鉴意义。该文结合计算流体力学中的数值方法,建立了基于非结构Cartesian网格上的时域有限体积法,用于求解电磁散射问题。为保证这种方法在时间和空间上具有二阶精度,在时间离散上采用二步Runge-Kutta方法,空间离散采用非结构的二阶NND格式。通过求解时域中的Maxwell方程组,计算了二维翼型和三维乘波体外形等典型完全导电散射体的雷达截面。计算结果表明:该方法计算精度高,适用于复杂外形的电磁散射问题的求解。

关键词：计算电磁学非结构Cartesian网格雷达截面时域有限体积法 NND格式

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