区域分解法:二维各向异性介质柱电磁散射的DDM/FEM/BEM混合计算

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本文主要探讨了"应用DDM/FEM/BEM混合法计算各向异性介质柱电磁散射"的研究方法和技术。该论文发表于2011年的淮阴师范学院学报(自然科学),由曹凤莲和周平两位作者合作完成。他们针对二维各向异性介质柱的电磁散射问题,采用了区域分解法(DDM)作为核心策略,这是一种将复杂问题分解为更小、更易于处理部分的方法。 DDM将无限大的外部区域用边界元法(BEM)来处理,而介质柱所在的区域则被划分为多个相互重叠的子域,每个子域独立地用有限元法(FEM)进行分析。这种方法的优势在于能够有效减少程序运行时对计算机内存的需求,通过将大规模问题分割,内存消耗得到显著降低,同时保持计算的高效性和准确性。 在提升计算效率方面,作者引入了多波前法来求解有限元方程,这种方法能够在保证精度的同时,加速求解过程。在处理有限元和边界元之间的耦合方程组时,作者还采用了内观法与多波前法相结合的策略,进一步优化了解算过程。 文中提到,区域分解法的优点包括但不限于:简化计算规模、内存管理的优化、并行计算的可能性、以及子域间的灵活处理。这些特点使得区域分解法在处理电磁散射这类复杂的物理问题时显示出强大的优势。论文的关键词包括区域分解法、有限元法、边界元法、电磁散射、传输条件、内观法和多波前法,这些都是研究者理解和应用此方法的关键术语。 作者们以实际应用为例,如文献中提到的多导体互联结构的电磁参数提取,以及大型互联结构电容的求解,展示了区域分解法在解决三维电磁问题中的有效性。此外,他们还扩展了这一方法,将其与频域有限差分法、时域有限差分法、积分方程法和有限元法等多种数值方法结合,对二维和三维柱体的电磁散射进行了深入分析。 这篇论文不仅阐述了混合使用DDM、FEM和BEM方法的理论框架,还展示了其实用性和效率提升的具体策略,对于从事电磁散射计算的科研人员来说,提供了有价值的参考和实践指导。