随机粗糙面上电磁散射的高效迭代IEM计算

在复合目标电磁散射计算中,目标与粗糙面间的耦合近场计算问题是制约算法的主要瓶颈。该文提出一种适用于二维随机粗糙面上电磁散射场计算的迭代积分方程法(IEM)。与传统IEM法不同,迭代IEM法基于近场格林函数建立,考虑了粗糙面面元间的多次电磁互耦作用,散射场不能简化为积分形式的近似解。数值实验表明,与传统MoM法相比,迭代IEM法的内存需求节省了9倍,计算速度比矩量法(MoM)法提升了4.5倍以上,更能有效地计算粗糙面上的散射场。     

Thompson—FDTD方法的高精度差分格式

在微分－Ｔｈｏｍｐｓｏｎ变换结合时域有限差分（ＦＤＴＤ）技术计算复杂目标的电磁散射特性的方法中，差分格式的构造和选取与解的精度存在着密度关系。本文将提出一种新的高精度差分格式，其数值实现进一步证实了Ｔｈｏｍｐｓｏｎ－ＦＤＴＤ方法能精确模拟任意形状目标的电磁散射过程。     

Thompson－FDTD方法的高精度差分格式

在微分－Ｔｈｏｍｐｓｏｎ变换结合时域有限差分（ＦＤＴＤ）技术计算复杂目标的电磁散射特性的方法中，差分格式的构造和选取与解的精度存在着密度关系。本文将提出一种新的高精度差分格式，其数值实现进一步证实了Ｔｈｏｍｐｓｏｎ－ＦＤＴＤ方法能精确模拟任意形状目标的电磁散射过程     

电磁材料弧形界面裂纹SH波散射的远场特性

分析了电磁材料弧形界面裂纹SH波散射的远场特性。根据波函数展开法将所研究的混合边值问题转化为对偶级数方程组,通过引入位错密度函数,进一步将问题归结为第一类Cauchy奇异积分方程。在此基础上,导出了远场散射模式（SFFP）和散射截面（SCS）的表达式,并详细考查了入射方向、裂纹张开角及载荷组合对远场散射特性的影响。研究成果对电磁构件的设计及电磁材料内裂纹的识别具有理论与应用价值。     

铁路道碴瞬态电磁散射特性分析

引用离散随机媒质结构来模拟铁路道碴的分布情况，采用在ＦＤＴＤ法的差分网格中进行随机填充来实现铁路道碴的计算模拟模型，并求解其瞬态电磁散射场。通过对该散射场的处理，提取出道碴的非相关散射场，然后再对该非相关场进行分析，得出了可描述道碴分布状况的电磁参量。数值分析结果显示，该参量与道碴空隙率之间在一定范围内具有指数关系。这表明，用电磁方法来探测铁路道碴的空隙率是可能的。     

椭圆形缺陷散射时域Born近似

在二维弹性波散射频域Ｂｏｒｎ近似解的基础上，通过Ｆｏｕｒｉｅｒ变换，推导了基脉冲入射二维散射系统时，散射场的时域Ｂｏｒｎ近似解。引进基脉冲响应函数概念，并探讨了椭圆形缺陷后场散射基脉冲响应函数。     

用于电磁散射的矩量法择基问题的群方法——国家自然科学基金项目（60241001）

本项目是按照《用于电磁散射的矩量法择基问题的群方法》(批准号：60241001)所下达的计划书的安排按照以下要点开展研究的。     

弹性波散射的逐次超松驰法

研究非均匀各向同性介质弹性波散射的逐次超松驰计算方法。首先通过波动方程的积分方程形式给出其数值计算的超松弛迭代格式，并在迭代过程中通过最小化目标函数逐步修正超松驰因子以加快迭代收敛的速度。圆柱形散射体散射场数值解与解析解的比较，证明了该方法的正确性。数值结果同时表明，该方法收敛速度比Born方法快得多，并可应用于复杂形状散射体散射场的计算。     

水下目标低频散射特性的波叠加解法

针对运用边界积分方程法研究低频散射特性时,存在的表面奇异积分和特征频率处解的非惟一性等问题,将波叠加法引入到水下目标低频散射研究中.对刚性球体的低频散射计算表明,该方法较边界积分方程法不仅消除了奇异解和多值问题,而且具有更高的计算速度和精度,适用的频率范围更宽,可用于水下目标低频散射问题的研究.分析表明影响其计算精度的因素主要是虚源空间位置、目标表面与虚源表面划分精细程度.     

电磁脉冲在大脑内散射波形的分数维计算

应用非线性容量维和改变粗视晔程度的计算方法，研究了不同宽度的电磁泳冲入射在球形大脑内产生的电磁散射波形的分维数，发现脑内各处电磁波具有分形结构，其分维数与入射波宽度有一定的关系。     

水下声散射问题的奇异积分研究

奇异积分和近奇异积分的数值计算是实施边界元法研究水下目标声散射特性的一个难点,全局法是一种可以将面积分转化为计算沿边界曲线的线积分,基于全局法的思想,推导得到了边界元法中奇异积分和近奇异积分的数值计算表达式．仿真结果表明通过奇异积分和近奇异积分的精确处理,提高了边界元法的数值计算精度;且由于得到的数值表达式是闭合的,提高了积分的计算速度;得到的数值表达式不仅可以用于水下声散射特性研究,在声辐射、电磁散射等研究中都可以得到满意的精度．     

浅析地质雷达目标的电磁散射机理与信号处理新方法

地质雷达因其良好的穿透性能与高分辨特性被广泛应用于地下病害目标的探测,然而使用传统的反射法来分析探地雷达的数据已是勉为其难,未来的数据分析处理算法也应探索电磁波与目标的相互作用及散射机理,而不再局限于层状反射的电磁波传播全波理论。介绍了近几年新兴的极化、谐振、相位等电磁散射机理与信号处理方法,与传统的定位目标大致范围不同,新的信号处理技术能够精确地获取目标的几何属性与介电属性,提高了对地质雷达数据的解释能力。     

电磁波的散射现象及其在通信中的应用

电磁波在电离层和对流层均存在散射现象，散射通信是在沙漠、海峡等恶劣地形环境条件下实现超视距而且又能具有较大容量的重要通信手段；目前散射通信广泛采用分集技术和自适应技术。     

一种新的基于LPMD的散射路径识别算法

NLOS（non-line-of-sight）非视距误差是地面无线定位的主要误差来源.为了从NLOS散射信号中识别出单次散射路径和多次散射路径,提出了一种新的基于LPMD（line-of-possible-mobile-device）目标可能位置线的识别算法.该算法以所有LPMD线的交点来计算初步参考点位置,并通过距离初步参考点较远的一部分交点对剩余较近的交点做负期望补偿,以修正参考点的位置,同时使用参考点到各LPMD线的直线距离来构造散射路径类型判决表达式,进行单/多次散射路径判决.在不同的仿真参数条件下,分别对普通场景和特殊场景进行了散射路径识别仿真实验,结果表明,当侦测站和目标点之间的距离达到4 km时,本文算法的虚警和漏警概率分别只有3%和9%,比原有基于LPMD算法的分别降低了21%和8%.      

光散射法测量粒径分布的数值模拟方法研究

光学散射法是一种测量油液中粒径分布的重要方法，而利用光强度反淡粒径分布是决定该方法能否准确测量的关键。文中分析了散射测量原理。探讨了油液中颗粒分布满足R—R分布规律的函数限制法数值模拟计算，遗传算法进行优化的反淡结果与设定值相符，为进行实际测量求取函数分布参数提供了依据。     

丝网的辐射特性

提出了一个计算丝网辐射特性的方法,既考虑了散射,又考虑了表面性质的影响。利用了分层迭加原理及双通量模型。计算结果与投影理论及Mie电磁散射理论的结果作了对比。用高温风洞实验进行了旁证,与实验结果符合较好     

光脉冲信号在海水中传输的多径效应研究

采用修正Henyey-Greenstein函数表示海水的散射相位函数,利用半解析Monte Carlo方法计算了光脉冲信号在海水中传输的多径时间扩展效应.由于采用光学厚度的传统归一化方法不能较好地反映不同海水介质散射函数状况,本文提出了一种新的归一化数据分析方法,利用介质的有效散射厚度代替光学厚度.仿真结果表明在不同海水深度、不同海水条件下的光束多径效应具有同样的形式.海水参数会影响多径时间扩展分布的高度和宽度.多径扩展时间达到数百ns.此外,在不同散射特性海水条件下,如果海水有效散射厚度相同,则多径时间扩展分布基本相同.     

时域有限差分法在地下目标散射中的应用

本文利用时域有限差分法计算了多种情况下地下目标的散射波形，并画出这些波的二维和三维图形。最后利用模拟实验同计算结果进行了比较并且得到了满意的比较结果，从以上工作可以看出该方法有较高的实用价值。     

半空间弹性介质内圆柱形壳体对平面SV波的散射

浅埋的管道或衬砌等结构物的地震响应问题,都可视为半空间内圆柱形壳体对地震波的散射问题.将半空间表面假定为大半径的圆弧,运用波函数展开法,将入射SV波、半空间表面的反射波、圆柱形壳体外侧和半空间的散射波以及壳体内的折射波的势函数展开成Fourier-Bessel函数的无穷级数形式,假定壳体与周围弹性介质之间应力和位移连续,半空间表面和壳体内侧完全自由,得到了散射问题中各势函数的待定复系数的理论解.花岗岩中浅埋混凝土衬砌为算例,分析了入射频率、衬砌厚度对衬砌内侧动应力集中因子的影响,并对有无衬砌时围岩的动应力集中因子进行了对比.     

非均匀介质声波散射问题的一种求解方法

研究了声波散射问题中的时间调和声波在非均匀介质中的正散射问题.利用位势理论把时间调和声波在非均匀介质中的正散射问题转换为一个lippmann-schwinger方程来求解,对lippmann-schwinger方程的log奇性核进行了处理,最终求得时间调和声波在非均匀介质中的正散射问题,并给出了一个数值例子.