改进的二维介质柱电磁散射MoM-CG-FFT数值方法

"这篇论文是2002年发表在东南大学学报自然科学版上的，由周后型和洪伟两位作者共同完成，主要探讨了介质柱二维电磁散射问题的MoM-CG-FFT数值计算方法的改进。研究内容包括了两种基于矩量法、共轭梯度法和快速傅里叶变换的数值方案，并提出了新的计算策略，旨在提高求解效率和准确性。" 本文主要研究的是电磁散射问题，特别是针对无限介质柱体的二维情况。矩量法（Method of Moments, MoM）是一种常用的电磁场分析技术，通过将物理问题转化为代数方程组来求解。共轭梯度法（Conjugate Gradient, CG）则是一种有效的求解大型线性系统的迭代算法，通常用于处理MoM得到的复杂方程组。快速傅里叶变换（Fast Fourier Transform, FFT）则在处理周期性和近似周期性问题时能极大地提高计算效率。 第一种方案中，作者采用以极化电流作为未知函数的积分方程，这种方法虽然直观，但在处理复杂几何形状或介质边界时可能会导致较大的计算负担和精度问题。第二种方案则是以总电场为未知函数，这可能使得方程组更复杂，但可以更直接反映电磁场的分布。 在分析这两种方案的优缺点后，作者提出了一种创新的数值方案。该方案利用一个包含介质柱横截面的矩形网格，但保持代数方程组的离散化在原始横截面区域内，这样既保留了原有的物理意义，又能够利用MoM-CG-FFT的高效性。这种方法的优势在于它能够更好地平衡计算量与精度，提高求解效率。 论文详细阐述了新方案的计算流程，并通过几种不同结构的数值模拟验证了新方法的有效性。这些数值结果证明了新方案在解决介质柱电磁散射问题时的优越性能，尤其是在减少计算资源需求和提高计算速度方面。 关键词涵盖了电磁散射、介质柱体、矩量法、共轭梯度法和快速傅里叶变换，表明本文的核心内容是围绕这些技术展开的。文章分类号和文献标识码则为后续的研究者提供了参考信息，方便他们在相关领域查找和引用这篇工作。这篇文章对电磁散射问题的数值模拟方法进行了深入研究，对于理解和改进这类问题的计算方法具有重要的理论价值和实践指导意义。