复杂目标共形网格建模及电磁特性计算-无线电物理专业论文.docxVIP

万方数据 万方数据 Complex Targets Comformal Mesh Modeling And Electromagnetic Properties Calculate A Dissertation Submitted to Xidian University in Candidacy for the Degree of Master of Science in Radio Physics by Wu CHao Xidian University Xi’an, China January 2014 西安电子科技大学 学位论文独创性（或创新性）声明 秉承学校严谨的学风和优良的科学道德，本人声明所呈交的论文是我个人在 导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。尽我所知，除了文中特别加以标 注和致谢中所罗列的内容以外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成 果；也不包含为获得西安电子科技大学或其它教育机构的学位或证书而使用过的 材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中做了明确的说 明并表示了谢意。 申请学位论文与资料若有不实之处，本人承担一切的法律责任。 本人签名： 日期: 西安电子科技大学 关于论文使用授权的说明 本人完全了解西安电子科技大学有关保留和使用学位论文的规定，即：研究 生在校攻读学位期间论文工作的知识产权单位属西安电子科技大学。学校有权保 留送交论文的复印件，允许查阅和借阅论文；学校可以公布论文的全部或部分内 容，可以允许采用影印、缩印或其它复制手段保存论文。同时本人保证，毕业后 结合学位论文研究课题再撰写的文章一律署名单位为西安电子科技大学。 （必威体育官网网址的论文在解密后遵守此规定） 本学位论文属于必威体育官网网址，在 年解密后适用本授权书。 本人签名： 日期: 导师签名： 日期: 摘要 摘 要 时域有限差分方法(FDTD)是对目标进行电磁特征研究的数值算法之一。因其 具有简明、直观、适用广泛等优点，已被用到工程电磁应用的各个领域，并且随 着计算机技术的发展，其应用前景越来越广阔。本文实现了通过目标三角面元模 型生成目标常规 Yee 元胞网格电磁模型和共形 Yee 元胞网格电磁模型的方法；通 过 OpenGL 图形显示技术实现了常规网格模型和共形网格模型的可视化；最后通 过对典型几何外形目标雷达 RCS 解析计算值与 FDTD、C-FDTD 数值计算值结果 比较表明，C-FDTD 方法能够有效减小在目标剖分过程中引入的“阶梯”近似误差， 本文常规网格和共形网格生成技术有效可行。 论文主要工作如下： 介绍时域有限差分(FDTD)方法基本原理：简要介绍时域有限差分方法的基本 思想、差分迭代公式、数值稳定性、吸收边界条件、入射波源的引入、和近—远 场外推等基础理论。 目标常规 Yee 元胞网格和共形 Yee 元胞网格生成技术的实现：通过 AutoCAD、 3DMax、Pro/E、UG 等建模软件实现对目标建模以及目标三角面元点、面等信息 数据的导出，并由导出数据根据三角面元网格线“投影求交法”实现对模型的 Yee 元胞网格剖分；提出根据模型三角面元法线方向来判断网格线是进入还是穿出目 标介质区域的判断依据，并由此对目标区域进行介质填充；提出通过“表面匹配 法”对生成的瑕疵 Yee 元胞网格模型进行修正，并最终得到精确有效模型 Yee 元 胞网格模型；给出在常规网格剖分算法的基础上实现对复杂目标的共形 Yee 元胞 网格生成。 利用 OpenGL 计算机图形编程技术实现对目标常规 Yee 元胞模型和共形 Yee 元胞模型的可视化处理，并通过对目标原模型视图与目标 Yee 元胞模型视图的对 比来检验网格剖分技术的可靠性。 基于时域有限差分方法对二维目标和复杂三维目标电磁特征进行计算，计算 结果 表明 本文 目标 网 格 剖 分 技 术 和 共 形 网 格 剖 分 技 术 可以实现 用 FDTD 和 C-FDTD 方法对复杂目标电磁特征的计算。 关键词：时域有限差分方法 三角面元 共形网格 雷达散射截面 复杂目标共形网格建模及电磁特性计算 Abstract Abstract Finite-Difference Time-Domain Method is one of the most important numerical methods in calculating the electromagnetic properties of targets. With the advantages of simpleness、perspicuity、wide applicability, it has been used in various aspects of engineering electr