申请/专利权人：安徽大学

申请日：2023-06-21

公开（公告）日：2024-03-26

公开（公告）号：CN116720409B

主分类号：G06F30/23

分类号：G06F30/23;G06F30/15;G06F9/50;G06F9/54;G06F111/10;G06F113/28

优先权：

专利状态码：有效-授权

法律状态：2024.03.26#授权;2023.09.26#实质审查的生效;2023.09.08#公开

摘要：本发明公开了一种运动时变色散介质目标的电磁散射场计算方法，包括以下过程：首先是目标建模，主进程读入实验室坐标系中的色散介质模型文件并从屏幕读入相应数据；利用Lorentz变换对时间和空间分量进行变换，得到运动坐标系中的时间和空间分量；对FDTD区域进行分割，建立虚拟拓扑结构；主进程引入经过Lorentz变换后的入射波源，并将参数传递给从进程；各从进程利用FDTD方法进行电磁场的迭代运算，并对特殊边界进行处理；各从进程计算结束后，将计算结果发送给主进程；最后得到运动坐标系中的电磁场数据，再利用逆Lorentz变换将运动坐标系中的电磁场变换到实验室坐标系中，得到实验室坐标系中的电磁场数据。本发明实现了对运动时变色散介质的电磁散射场的快速计算。

主权项：1.一种运动时变色散介质目标的电磁散射场计算方法，其特征在于，包括如下步骤：步骤1.对实验室坐标系K中的色散介质目标进行建模，得到建模程序；建模程序运行后输出模型文件；主进程中，首先进行MPI初始化，然后由主进程读入模型文件参数，并依次从屏幕读入主进程运行时所需的运行参数；主进程运行时所需的运行参数，包括计算区域在三个方向上的分区数目，实验室坐标系K中的时间分量、入射角度、极化角、散射角度以及总时间步；步骤2.在主进程中，结合模型文件参数中的目标空间网格分量以及运行参数中的时间分量，利用Lorentz变换公式得到运动坐标系K＇中的空间和时间分量；步骤3.在运动坐标系K＇中，对主进程中的参数初始化，得到主进程初始化参数；主进程初始化参数包括连接边界、输出边界和吸收边界的边界信息，入射波原点、截断点，以及输出边界到远区接收点的最大和最小时间；步骤4.根据步骤1读入的运行参数中三个方向上的分区数目，在运动坐标系K＇中对给定的FDTD计算区域进行三维区域分割，得到各个子域；利用MPI库函数建立虚拟拓扑结构，并将各个子域包含的长宽高三个方向上的网格数均等分配给各从进程；然后进入MPI，并将所有从进程都加入同一个FDTD组中，启动各个从进程；步骤5.主进程将步骤2至步骤4中的参数通过MPI库中的广播函数传递给各从进程；步骤6.从进程首先进入MPI，加入FDTD组；然后各从进程接收主进程传递来的参数，再分别对各从进程的参数进行初始化，得到各从进程的初始化参数；从进程的初始化参数包括FDTD计算迭代公式的系数，判定连接边界、吸收边界、输出边界是否在各从进程所包含的子域的网格范围内的逻辑变量，以及输出边界各点到接收点的距离；步骤7.将主进程初始化参数中连接边界的边界信息从主进程传递给每一个子域，在每个子域里都形成一个完整的连接边界；确定实验室坐标系K中的入射波并定义幅度和频率，利用Lorentz变换，得到运动坐标系K＇中的入射波的频率和幅度；步骤8.在运动坐标系K＇中，各从进程利用各从进程的初始化参数进行FDTD方法下的电磁场迭代运算，以及对连接边界、吸收边界和输出边界的运算处理；各从进程的计算结束后，从进程将计算结果发送给主进程；步骤9.主进程接收到从进程中所有包含输出边界的子域中的远区场数据，并对远区场数据进行叠加、求导处理得到运动坐标系K＇中的总的时域电磁散射场值，通过逆Lorentz变换，得到实验室坐标系K中的远区散射场数据，将结果输出。

全文数据：

权利要求：

百度查询： 安徽大学 一种运动时变色散介质目标的电磁散射场计算方法

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