1.2.2 国内研究情况
利用有限元分析电磁问题在国内已经开展多年,也有许多研究论文发表,研究内容涉及散射、天线、材料、电磁兼容等领域。分别用边界积分法及连接算法以及有限元-边界积分法分析导体平面上任意腔体的散射,模型限于腔体中填充各向同性介质。用边界元法和广义网络原理分析无限大导体平面上二文开口腔体中填充均匀分布的各向异性介质横电波(TE)波散射特性。文献[1]采用有限元-边界积分混合方法分析了背腔式分形微带贴片天线的电磁散射特性,通过将此方法的理论模型应用于传统背腔式微带贴片天线的RCS计算,验证了该方法的正确性。在此基础上将其应用于背腔式分形微带贴片天线的RCS计算,在第一个谐振频率附近对不同的分形微带天线与传统微带天线的电磁散射特性进行比较和分析。
目前国内在有限元-边界积分混合方法研究方面有许多新的进展。
文献[2]将区域分解法(DDM,Domain Decomposition Method)应用到有限元法(FEM)中,并针对波导问题以及各向异性介质的散射问题进行分析。讨论了非重迭型DDM和重迭型DDM在FEM中的应用,并将DDM与FEM相结合分析波导问题,将DDM和有限元法(FEM)以及边界法(BEM)相结合分析各项介质散射问题。并且还讨论了任意源激励下腔体目标散射问题的FE-BI分析。
文献[3]采用FE-BI方法分析了背腔式贴片天线及阵列的散射和辐射特性,并且采用FE-BI方程的有限元(FE)项描述复杂的非均匀结构,产生稀疏的矩阵以减少内存,运用快速傅立叶变换的共轭梯度迭代技术来加速计算BI矩阵矢量乘,提高运算效率。大大改善了分析复杂的非均匀体结构的运算效率。
文献[4]以带有介质涂层的金属物体目标散射为例介绍有限元-边界积分方法(FE-BI)的实现过程,首先以带有介质涂层的金属体为例分析了有限元-边界积分方法的计算公式,然后利用吸收边界条件构造预条件矩阵,并将此算法编织成程序进行仿真分析,以体现出这一混合方法的准确性和有效性。
文献[5]研究了一种快速矢量有限元-边界积分算法,该算法中有限元部分采用一种改进的有限元算法,将传统有限元算法中整体系数矩阵与未知矢量的乘法运算转化为单元系数矩阵与相应未知矢量的乘法运算,使计算可在单元级上完成,无须生成总体系数矩阵,因此可大大节省内存及计算时间;对积分方程的求解则采用自适应多层快速多极子算法。这种混合算法无论是其有限元部分还是积分方程部分均具有很高的并行性,十分适合并行运算。
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