電磁學(xué)中麥克斯韋方程組和流體力學(xué)中無(wú)粘流動(dòng)歐拉方程一樣,都是具有實(shí)特征值的雙曲型偏微分方程組,相同的數(shù)學(xué)特性使得計(jì)算流體力學(xué)（CFD）技術(shù)能夠在計(jì)算電磁學(xué)（CEM）中得以應(yīng)用。采用MUSCL格式結(jié)合Steger-Warming分裂計(jì)算電磁通量,采用4階Runge-Kutta法計(jì)算非定常時(shí)間推進(jìn),借鑒CFD方法計(jì)算電磁場(chǎng)邊界條件;采用時(shí)域有限體積法（FVTD）數(shù)值模擬寬帶脈沖波、完全導(dǎo)電體、含吸波材料涂層介質(zhì)/金屬混合體以及復(fù)雜外形目標(biāo)的電磁散射。結(jié)果表明:基于CFD的FVTD方法能夠高精度地計(jì)算目標(biāo)的電磁特性。 

【文章來(lái)源】：航空工程進(jìn)展. 2019,10(05)CSCD

【文章頁(yè)數(shù)】：6 頁(yè)

【部分圖文】：

圖１入射高斯型脈沖電磁波信號(hào)Ｆｉｇ．１ＩｎｃｉｄｅｎｔｅｌｅｃｔｒｏｍａｇｎｅｔｉｃｗａｖｅｏｆＧａｕｓｓｉａｎｐｕｌｓｅ

求，停止計(jì)算條件為積分面上最大電磁場(chǎng)幅度小于－１８ｄＢ。以高斯型寬帶脈沖電磁波入射情況下的金屬球雷達(dá)散射截面計(jì)算為例，網(wǎng)格為４９×１２１×６１。輸入電磁信號(hào)如圖１所示，頻譜分布如圖２所示，金屬球?qū)拵盘?hào)電磁散射中電磁場(chǎng)時(shí)間歷程和３個(gè)頻率對(duì)應(yīng)雙站ＲＣＳ分布如圖３所示，可以看出：與對(duì)應(yīng)解析解吻合很好。圖１入射高斯型脈沖電磁波信號(hào)Ｆｉｇ．１ＩｎｃｉｄｅｎｔｅｌｅｃｔｒｏｍａｇｎｅｔｉｃｗａｖｅｏｆＧａｕｓｓｉａｎｐｕｌｓｅ圖２頻譜分布Ｆｉｇ．２Ｓｐｅｃｔｒｕｍｏｆｆｒｅｑｕｅｎｃｙｄｏｍａｉｎ（ａ）脈沖散射場(chǎng)時(shí)間歷程（ｂ）ｋａ＝１（ｃ）ｋａ＝５（ｄ）ｋａ＝１０圖３寬帶脈沖波入射金屬球雷達(dá)截面（ＲＣＳ）計(jì)算Ｆｉｇ．３ＢｉｓｔａｔｉｃＲＣＳｐｒｏｆｉｌｅｓｏｆｉｎｃｉｄｅｎｔｗｉｄｅｂａｎｄｓｉｇｎａｌｗｉｔｈｄｉｆｆｅｒｅｎｔｆｒｅｑｕｅｎｃｙ２．２介質(zhì)／金屬目標(biāo)電磁散射計(jì)算介質(zhì)通常指不同于自由空間，其普遍形式是具有復(fù)數(shù)型介電常數(shù)和磁化率，實(shí)部引起電磁波折射，虛部引發(fā)電磁波耗散。采用散射電磁場(chǎng)守恒形式，電導(dǎo)率和磁導(dǎo)率分別為：σｅ＝ωεｉ，σｍ＝ωμｉ。利用介質(zhì)電磁參數(shù)間斷處電位移矢量、磁感應(yīng)強(qiáng)度切第５期許勇等：ＣＦＤ技術(shù)在目標(biāo)電磁特性計(jì)算中的應(yīng)用５２７

求，停止計(jì)算條件為積分面上最大電磁場(chǎng)幅度小于－１８ｄＢ。以高斯型寬帶脈沖電磁波入射情況下的金屬球雷達(dá)散射截面計(jì)算為例，網(wǎng)格為４９×１２１×６１。輸入電磁信號(hào)如圖１所示，頻譜分布如圖２所示，金屬球?qū)拵盘?hào)電磁散射中電磁場(chǎng)時(shí)間歷程和３個(gè)頻率對(duì)應(yīng)雙站ＲＣＳ分布如圖３所示，可以看出：與對(duì)應(yīng)解析解吻合很好。圖１入射高斯型脈沖電磁波信號(hào)Ｆｉｇ．１ＩｎｃｉｄｅｎｔｅｌｅｃｔｒｏｍａｇｎｅｔｉｃｗａｖｅｏｆＧａｕｓｓｉａｎｐｕｌｓｅ圖２頻譜分布Ｆｉｇ．２Ｓｐｅｃｔｒｕｍｏｆｆｒｅｑｕｅｎｃｙｄｏｍａｉｎ（ａ）脈沖散射場(chǎng)時(shí)間歷程（ｂ）ｋａ＝１（ｃ）ｋａ＝５（ｄ）ｋａ＝１０圖３寬帶脈沖波入射金屬球雷達(dá)截面（ＲＣＳ）計(jì)算Ｆｉｇ．３ＢｉｓｔａｔｉｃＲＣＳｐｒｏｆｉｌｅｓｏｆｉｎｃｉｄｅｎｔｗｉｄｅｂａｎｄｓｉｇｎａｌｗｉｔｈｄｉｆｆｅｒｅｎｔｆｒｅｑｕｅｎｃｙ２．２介質(zhì)／金屬目標(biāo)電磁散射計(jì)算介質(zhì)通常指不同于自由空間，其普遍形式是具有復(fù)數(shù)型介電常數(shù)和磁化率，實(shí)部引起電磁波折射，虛部引發(fā)電磁波耗散。采用散射電磁場(chǎng)守恒形式，電導(dǎo)率和磁導(dǎo)率分別為：σｅ＝ωεｉ，σｍ＝ωμｉ。利用介質(zhì)電磁參數(shù)間斷處電位移矢量、磁感應(yīng)強(qiáng)度切第５期許勇等：ＣＦＤ技術(shù)在目標(biāo)電磁特性計(jì)算中的應(yīng)用５２７

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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[6]基于流體力學(xué)和電磁學(xué)方程數(shù)值求解的飛行器氣動(dòng)隱身一體化設(shè)計(jì)[J]. 何開鋒,錢煒祺,陳堅(jiān)強(qiáng),郭勇顏.  空氣動(dòng)力學(xué)學(xué)報(bào). 2009(02)



本文編號(hào)：3137736