×

多尺度电磁场时域积分方程的稳定性分析和离散化。 (英语) Zbl 07505595号

摘要:在电磁物理和量子物理的交叉点上,应用程序的增长要求创建新的计算电磁解算器。这项工作提出了一组新的时域积分方程(TDIE),直接根据磁矢量和电标量势公式化,可用于满足这一新兴领域的许多要求。这组新TDIE的稳定性是通过利用现有的严格功能框架来实现的,该框架可用于确定合适的离散化方法,以在实践中产生稳定的结果。在详细说明如何将此功能框架应用于开发本工作的TDIE之前,我们回顾了此功能框架的基础。给出了数值结果,验证了在传统方法可能失败的广泛频率范围内此方法的稳定性和准确性。

MSC公司:

78至XX 光学、电磁理论
65-XX岁 数值分析
PDF格式BibTeX公司 XML格式引用
全文: 内政部

参考文献:

[1] Chew,W.C.,非均匀介质广义规范下的矢量电磁学:公式,Prog。电动发电机。研究,14969-84(2014)
[2] Chew,W.C。;Liu,A.Y。;萨拉扎尔·拉扎罗,C。;Sha,W.E.I.,《量子电磁学:新面貌——第一部分》,IEEE J.多尺度多物理。计算。技术,173-84(2016)
[3] Fox,M.,《量子光学:导论》,第15卷(2006),牛津大学出版社·Zbl 1196.78001号
[4] Cohen-Tannoudji,C。;杜邦-Roc,J。;Grynberg,G.,《原子-光子相互作用:基本过程和应用》(1992),威利出版社
[5] 罗德里格斯,A.W。;卡帕索,F。;Johnson,S.G.,《微观结构几何中的卡西米尔效应》,《自然光子学》,第5211-221页(2011年)
[6] McCauley,A.P。;罗德里格斯,A.W。;Joannopoulos,J.D。;Johnson,S.G.,《时域中的卡西米尔力:应用程序》,Phys。A版,81,第012119条,第(2010)页
[7] Ryu,C.J。;Liu,A.Y。;Sha,W.E.I。;Chew,W.C.,Maxwell Schrödinger系统的有限差分时域模拟,IEEE J.多尺度多物理。计算。技术,1,40-47(2016)
[8] Xiong,J.L。;Tong,M.S。;阿特金斯,P。;Chew,W.C.,通过积分方程方法有效评估任意三维几何体中的Casimir力,物理学。莱特。A、 3742517-2520(2010年)·Zbl 1237.81121号
[9] Liu,A.Y。;Chew,W.C.,波导量子电动力学中的修饰原子场和修饰态,IEEE J.多尺度多物理。计算。技术,258-65(2017)
[10] 乔,P.-F。;Sha,W.E.I。;Choy,W.C.H。;Chew,W.C.,《二维任意非均匀环境中自发辐射的系统研究》,Phys。A版,83,第043824条,pp.(2011)
[11] 陈,N.-W。;Aygun,K。;Michielssen,E.,基于积分方程的极低频导体瞬态散射和辐射分析,IEE Proc。,H微米。天线传播。,148381-387(2001年)
[12] Cools,K。;Andriulli,F.P。;Olyslager,F。;Michielssen,E.,时域Calderón恒等式及其在PEC物体散射积分方程分析中的应用,第一部分:预处理,IEEE Trans。天线传播。,572352-2364(2009年)·Zbl 1369.78171号
[13] Andriulli,F.P。;烟草,A。;Vecchi,G.,在低频条件下求解EFIE,该条件仅随未知数对数增长,IEEE Trans。天线传播。,58, 1614-1624 (2010) ·兹比尔1369.78873
[14] Li,Y.-L。;Sun,S。;戴庆一。;Chew,W.C.,用于低频电路建模的广义Lorenz规范A-Φ公式的有限元实现,IEEE Trans。天线传播。,64, 4355-4364 (2016) ·Zbl 1391.78322号
[15] 刘庆生。;Sun,S。;Chew,W.C.,低频电磁问题的基于势的积分方程方法,IEEE Trans。天线传播。,66, 1413-1426 (2018)
[16] 罗斯,T.E。;Chew,W.C.,多尺度电磁学稳定A-Φ时域积分方程的发展,IEEE J.多尺度多物理。计算。技术,3255-265(2018)
[17] Shanker,B。;埃尔金,A.A。;卢,M。;Michielssen,E.,使用多层平面波时域算法快速分析瞬态电磁散射现象,IEEE Trans。天线传播。,51, 628-641 (2003)
[18] Yilmaz,A.E。;Jin,J.-M。;Michielssen,E.,曲面积分方程的时域自适应积分方法,IEEE Trans。天线传播。,52, 2692-2708 (2004) ·Zbl 1368.78198号
[19] Ha-Duong,T.,关于延迟势边界积分方程及其离散化,(计算波传播主题(2003),Springer),301-336·Zbl 1051.78018号
[20] 戴维斯,P.J。;Duncan,D.B.,延迟势积分方程时间推进方案的平均技术,应用。数字。数学。,23, 291-310 (1997) ·兹伯利0882.65145
[21] D.S.Weile。;Pisharody,G。;陈,N.-W。;Shanker,B。;Michielssen,E.,求解电磁场时域积分方程的新方案,IEEE Trans。天线传播。,52283-295(2004年)
[22] 王,X。;Wildman,R.A。;D.S.Weile。;Monk,P.,电磁场时域积分方程离散化的有限差分延迟建模方法,IEEE Trans。天线传播。,56, 2442-2452 (2008) ·Zbl 1369.78846号
[23] Shanker,B。;卢,M。;袁,J。;Michielssen,E.,通过辐射场的精确评估对复合材料散射的时域积分方程分析,IEEE Trans。天线传播。,57, 1506-1520 (2009) ·Zbl 1369.78299号
[24] 尤尔库,H.A。;Ergin,A.A.,解析延迟时间势表达式在时域积分方程解中的应用,IEEE Trans。天线传播。,59, 4123-4131 (2011) ·Zbl 1369.65175号
[25] 祈祷,A.J。;N.V.奈尔。;Shanker,B.,使用延迟电位卷积的可分离近似的时域电场积分方程的稳定性,IEEE Trans。天线传播。,60, 3772-3781 (2012) ·Zbl 1369.78060号
[26] Cools,K。;Andriulli,F.P。;Michielssen,E.,PMCHWT积分方程的Calderón乘法预条件,IEEE Trans。天线传播。,59, 4579-4587 (2011) ·Zbl 1369.78170号
[27] van t Wout,E。;van der Heul,D.R。;范德文,H。;Vuik,C.,电磁学时域边界元法的稳定性分析,J.Compute。申请。数学。,294358-371(2016)·Zbl 1336.78016号
[28] Terrasse,I.,《麦克斯韦方程组的数学解与数值解》(1993),博士论文
[29] Bachelot,A。;Bounhoure,L。;Pujols,A.,Couplageéléments finish-potentials deletes deletes pour la diffractionéelectromagnétique par un barrier hétérogène,Numer。数学。,89257-306(2001年)·Zbl 0987.78011号
[30] Ha-Duong,T。;路德维希,B。;Terrasse,I.,《吸收障碍物瞬态声散射的Galerkin边界元法》,国际期刊Numer。方法工程,57,1845-1882(2003)·Zbl 1062.76534号
[31] Van’t Wout,E.,雷达散射分析时域积分方程方法的稳定性、准确性和稳健性(2013),博士论文
[32] Bamberger,A。;Ha-Duong,T。;Nédélec,J.C.,公式变量nelle espace-temps pour le calculate par potential delay la diffraction d'une onde austique(I),数学。方法应用。科学。,8, 405-435 (1986) ·Zbl 0618.35069号
[33] Pujols,A.,《麦克斯韦应用计算表面等效雷达的空间温度场方程》(1991年),博士论文
[34] 哈塞尔,M.E。;邱,T。;Sanchez-Vizuet,T。;Sayas,F.-J.,声波方程时域边界积分算子的新的改进分析,J.积分Equ。申请。,29, 107-136 (2017) ·Zbl 1361.65075号
[35] 肖国忠。;Kleinman,R.E.,《电磁学积分方程数值解中误差估计的数学基础》,IEEE Trans。天线传播。,45, 316-328 (1997) ·Zbl 0945.78012号
[36] Rao,S。;威尔顿,D。;Glisson,A.,任意形状表面的电磁散射,IEEE Trans。天线传播。,30, 409-418 (1982)
[37] Chew,W.C.,《非均匀介质中的波和场》(1995),IEEE出版社
[38] Bachelot,A。;Lange,V.,麦克斯韦系统的时间相关积分方法,波传播的数学和数值方面,151-159(1995)·Zbl 0872.65110号
[39] Nédélec,J.-C.,《声学和电磁方程:谐波问题的积分表示》,第144卷(2001),施普林格科学与商业媒体·Zbl 0981.35002号
[40] Stratton,J.A.,《电磁理论》(2007),John Wiley&Sons
[41] Benzi,M。;Golub,G.H。;Liesen,J.,鞍点问题的数值解,数值学报。,14, 1-137 (2005) ·Zbl 1115.65034号
[42] 贾先生。;赵永伟。;Sun,S.,低频时域增强EFIE的分析和稳定,IEEE天线连线。传播。莱特。,15, 1751-1754 (2016)
[43] 拉姆西,V.H.,电磁理论中的反应概念,物理学。修订版,941483(1954)·Zbl 0057.19501号
[44] 戴庆一。;Chew,W.C。;姜立杰。;Wu,Y.,电磁微分和积分方程的微分形式激励离散化,IEEE天线连线。传播。莱特。,13, 1223-1226 (2014)
[45] 祈祷,A.J。;贝根,Y。;N.V.奈尔。;Cools,K。;巴赫·H。;Shanker,B.,时域积分方程的高阶时空Galerkin格式,IEEE Trans。天线传播。,62, 6183-6191 (2014) ·Zbl 1371.78317号
[46] 贝根,Y。;Cools,K。;Bagci,H。;De Zutter,D.,时域组合场积分方程的时空混合Galerkin推进时间格式,IEEE Trans。天线传播。,61, 1228-1238 (2013) ·Zbl 1370.78359号
[47] van t Wout,E。;van der Heul,D.R。;范德文,H。;Vuik,C.,有限精度算法中辐射场的精确评估对时域积分方程方法稳定性的影响,IEEE Trans。天线传播。,61, 6064-6074 (2013) ·Zbl 1370.78173号
[48] Yla-Oijalä,P。;Taskinen,M.,使用RWG和n×RWG函数计算CFIE阻抗矩阵元素,IEEE Trans。天线道具。,51, 1837-1846 (2003) ·Zbl 1368.78124号
[49] 钱,Z.-G。;Chew,W.C.,多尺度结构建模的快速全波表面积分方程求解器,IEEE Trans。天线传播。,57, 3594-3601 (2009) ·兹比尔1369.78061
[50] 田,X。;Xiao,G.,用于时间求解器IET Microw的鲁棒行进的时域增广电场积分方程。天线传播。,8, 688-694 (2014)
[51] Walker,S。;布拉克,M。;Chatzis,I.,三维散射积分方程时域散射计算的稳定性;《电动力学和弹性动力学计算之间的相似性和差异》,国际J·数值。型号。,电子。网络设备。Fields,15,459-474(2002)·Zbl 1012.78009号
此参考列表基于出版商或数字数学图书馆提供的信息。其项与zbMATH标识符进行启发式匹配,可能包含数据转换错误。在某些情况下,zbMATH Open的数据对这些数据进行了补充/增强。这试图尽可能准确地反映原始论文中列出的参考文献,而不要求完整或完全匹配。