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电磁计算常用的求解算法

苏州正能量 164

前言:

此刻你们对“三角形算法”大体比较关怀,看官们都需要分析一些“三角形算法”的相关文章。那么小编同时在网摘上网罗了一些关于“三角形算法””的相关知识,希望小伙伴们能喜欢,朋友们快快来学习一下吧!

计算电磁学(CEM)方法大致可分为2类:精确算法和高频近似方法。

(1)全波精确计算法

包括差分法(FDTD,FDFD)、有限元(FEM)、矩量法(MoM)以及基于矩量法的快速算法(如快速多极子FMM和多层快速多极子MLFMA)等,其中,在解决电大目标电磁问题中最有效的方法为多层快速多极子方法。

(2)高频近似方法

一般可归作2类:一类基于射线光学,包括几何光学(GO)、几何绕射理论(GTD)以及在 GTD

基础上发展起来的一致性绕射理论(UTD)等;另一类基于波前光学,包括物理光学(PO)、物理绕射理论(PTD)、等效电磁流方法(MEC)以及增量长度绕射系数法(ILDC)等。

算法计算特点汇总如下​

FEKO软件用上了如下求解算法

核心算法

算法特点应用方向

矩量法(MOM)

基于麦氏积分方程,精度高,特别适合计算一般电尺寸及电小问题,例如:线天线、微带天线、微波器件、微带电路、小型天线阵列等

ACA技术

非常适合稠密问题,如包含复杂介质的问题或频率低几何尺寸却很大的问题,此方法计算效率高。

多层快速多极子(MLFMM)

MLFMM方法是基于分组思想,分组逐层计算单元间的相互作用,内存需求正比于为N*log(N),这种方法非常适合电大尺寸结构的辐射与散射问题。

有限元(FEM)

有限元算法非常适合计算复杂介质、精细结构的模型。

多层快速多极子+有限元(MLFMM+FEM)

混合方法处理包含电大载体和复杂介质体的目标体,多极子方法仿真电大尺寸部分,有限元算法仿真精细部分或复杂介质。

高阶矩量法

(High Order MoM)

基于高阶基函数(HOBF),支持采用大尺寸的三角形单元来精确计算模型的电流分布。大尺寸的单元意味着更少的单元数和未知量,在保证精度的情况下减少所需内存,缩短计算时间,适合于电大尺寸的辐射和散射问题。

Windscreen技术

风窗天线仿真专用技术,计算精度好,仿真效率高,适合如汽车等风窗天线相关行业。

平面格林函数

适合平面微带电路、天线。介质体不需要划分网格,计算速度快,可用于大规模微带结构问题仿真以及模拟无限大地平面和海平面。

物理光学(PO)

网格划分与矩量法规则一致,添加了福克电流来提高精度。适合电大尺寸天线、天线布局、雷达隐身等问题的快速计算。

大面元物理光学(LE-PO)

该方法可以采用与波长相当甚至几个波长的尺度剖分目标,大大降低了目标的网格数量。对于超电大问题如舰船,相对传统物理光学,采用此大面片PO方法,可大大提高计算速度,扩展求解问题的规模。

几何光学(GO)

网格仅需要与几何拟合即可,非常适合超电大尺寸问题的辐射与散射分析,例如天线罩、反射面天线、介质透镜天线等问题。

一致性绕射(UTD)

UTD是一种渐进方法,结构的尺寸不再影响内存需求

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