论文摘要
由于在目标识别、隐身技术、雷达探测等领域的广泛应用,对飞机、导弹等三维复杂目标的电磁散射特性进行研究分析变得越来越重要。本文从复杂目标的参数化建模、棱边编码优化以及并行求解分析研究了三维复杂目标的电磁散射特性。本文首先介绍了建立复杂目标几何模型的过程,应用ANSYS的参数化建模语言APDL实现了诸如导弹、突防弹头、飞机进气道等复杂目标的参数化建模。为了提高电磁计算的精度和计算规模,应用APDL对网格划分进行了参数化控制。应用APDL完成了针对电磁仿真所需离散数据的处理和导出。然后,本文介绍了目标区域的离散,讨论了三角形单元和四面体单元的插值基函数。给出了棱边编码的具体步骤,对于其中存在的带宽过大问题,采用RCM算法进行了优化。通过几个典型的算例分析了棱边编码的优化。最后,本文介绍了矩量法的基本原理,分析了电场积分方程、磁场积分方程和混合积分方程,从并行填充阻抗矩阵、并行共轭梯度法求解方程、并行计算远场RCS三个方面详细阐述了并行矩量法的实现过程,在基于MPI的PC机群上实现了并行矩量法。应用并行矩量法分析了如突防弹头、NASA杏仁核等复杂目标的电磁散射特性。通过对超过6万未知量的导体球和其它算例进行分析表明,该并行算法具有效率高、精确度好的特点,具有广泛的应用价值。
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摘要ABSTRACT第一章 绪论1.1 研究背景及意义1.2 课题研究现状1.3 并行计算机系统1.3.1 共享存储器多处理机1.3.2 消息传递多计算机1.3.3 分布式共享存储系统1.4 本文主要内容第二章 并行计算2.1 进程与线程2.1.1 进程2.1.2 线程2.1.3 并行加速比2.2 机群技术2.3 消息传递接口MPI2.3.1 MPI 编程模式2.3.2 MPI 通信2.3.3 MPI 数据类型匹配及数据转换2.3.4 MPI 并行I/O2.3.5 负载平衡及主要实现2.4 MPICH 的配置方法2.5 MPI 并行程序设计流程2.6 本章小结第三章 复杂目标的参数化建模3.1 ANSYS 软件3.1.1 实体建模3.1.2 网格划分3.2 APDL3.2.1 APDL 参数3.2.2 文件的创建与读写3.2.3 宏文件3.3 基于APDL 的参数化建模3.3.1 曲面的概念3.3.2 导弹弹头雷达罩3.3.3 突防弹头3.3.4 飞机进气道3.4 基于APDL 的参数化网格划分3.5 APDL 实现模型数据导出3.6 ANSYS 与其他建模软件接口3.7 本章小结第四章 复杂目标的棱边编码及优化4.1 目标区域的离散4.2 线性矢量插值基函数4.2.1 三角形单元4.2.2 四面体单元4.3 复杂目标的棱边编码4.4 矢量有限元棱边编号优化4.4.1 图的基本概念4.4.2 稀疏矩阵的存储4.4.3 图与有限元网格的联系4.4.4 RCM 算法4.5 算例分析4.6 本章小结第五章 三维复杂目标求解的并行矩量法5.1 矩量法5.1.1 矩量法概述5.1.2 基函数和检验函数的选取5.1.3 电场积分方程、磁场积分方程和混合积分方程5.2 并行矩量法5.2.1 并行填充阻抗矩阵5.2.2 并行共轭梯度法求解方程5.2.3 并行计算远场RCS5.2.4 并行计算流程5.3 数值结果5.3.1 导体球5.3.2 立方体5.3.3 NASA 杏仁核5.3.4 突防弹头5.4 本章小结结束语致谢参考文献攻读硕士期间参加科研项目与发表论文情况
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标签：参数化建模论文; 并行矩量法论文;
