【摘 要】
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为了快速分析高频或电大尺寸目标的散射辐射等问题,发展了大量的分析求解电磁场数值计算的高效算法。其中,快速多极子是关于矩量法的一种快速算法,其核心思想是退化逼近原积分核
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为了快速分析高频或电大尺寸目标的散射辐射等问题,发展了大量的分析求解电磁场数值计算的高效算法。其中,快速多极子是关于矩量法的一种快速算法,其核心思想是退化逼近原积分核函数实现低阶计算复杂度和存储复杂度。除此之外,H矩阵给出了其它获得场源点分离退化核的技术,使远场矩阵块能用低秩近似,进而实现快速求解。由于求解过程的总计算量还与迭代次数相关,在采用H矩阵求解时,针对特定类型的积分方程,需要设法加快收敛,以提高计算效率。本文采用H矩阵技术,将电场积分方程的核函数作退化逼近,实现了近似核函数的场源点分离,便于矩阵-向量积的快速计算,并用迭代法求解。首先用二叉树理论对长方体包围盒的目标模型进行层次型方式的重新编号,实现H矩阵的结构划分。其次,用Lagrange插值方法退化积分方程的核函数,进而对远场作用块进行低秩近似。最后,以共轭梯度算法和广义最小余量法为典型算法,并结合预处理技术,求解电场积分方程的电磁散射问题,其中预处理技术有对角预处理,块对角预处理以及嵌套迭代。数值算例验证H矩阵的正确性以及验证了单次迭代的计算和存储复杂度都是O N logN。结果表明,对所做例算的问题,共轭梯度算法和广义最小余量法结合(块)对角预处理和采用嵌套迭代预处理是较好的选择。
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