一、点离散求解电磁场边值问题应用软件的实现（论文文献综述）
傅雨荷[1]（2021）在《适用于多频、宽带微型能量收集器整流天线的分析与优化设计》文中提出近年发展迅猛的物联网、无线传感器网络、生物医学植入系统、无线充电系统,以及智慧建筑等都应用了巨量的无线传感器。这些无线设备的主要能源供应来源仍是电池。电池的使用无疑增大了无线设备的体积。此外,电池寿命有限,对于某些特定场合应用的无线设备/传感器,更换电池的代价非常昂贵。另一方面,随着硅微电子技术的发展与进步,无线系统的功耗越来越低,达到了微瓦级。因此,系统从周围环境收集能量以供自身持续工作成为可能。微型能量收集器由此成为无线传感器网络的研究热点和发展方向。虽然环境空间存在丰富的射频信号/能量,但这些射频信号源功率密度相对较低。因此,理想的微型能量收集器应具有多频率、宽频带,高增益特性以便收集环境中不同频率的射频电磁能量。为此,本文开展了适用于微型能量收集器的多频、宽带、高增益整流天线研究。首先,提出了一种多频单极子整流天线。根据电磁场和天线理论,分析了天线的工作原理;在此基础上,提出了具有多个L型分支的单极子天线拓扑。为实现单极子整流天线的优化设计,提出了多频、宽带单极子整流天线优化设计的电磁场逆问题的数学模型。其次,为实现多频、宽带单极子整流天线的优化设计,提出了一种改进的粒子群优化算法。粒子群算法为一种全局优化智能算法,概念简单,容易实现。但现有算法的不足之处包括种群多样性较差、算法收敛速度较慢。为此,改进粒子群算法引入了柯西变异算子与微分变异算子以提高种群多样性,并通过引入锦标赛算法和精英保留策略,以提高其全局收敛能力和求解效率。最后通过典型数学函数的分析和计算验证了改进算法的有效性和优越性。最后,应用前述的理论与方法,完成四频、五频单极子整流天线的优化设计。为提高优化设计方案的计算精度,整流天线的电磁性能参数采用有限元法进行分析和计算。优化设计结果表明,优化设计的4频、5频单极子整流天线,可实现4频、5频射频电磁场的高增益收集,从而为开发基于本文优化设计整流天线的微型能量收集器提供了可供选择的整流天线解决方案。因此,本文的单极子多频整流天线具有广阔的工程应用前景。
张岩[2]（2021）在《气体填充式高频变压器的绝缘设计》文中进行了进一步梳理电力电子变压器不仅具有传统变压器的电压变换和电气隔离的功能,还可以实现无功功率调节、电能质量控制等功能,是实现智能电网和分布式可再生能源发电可靠并网的一种理想解决途径。作为实现电力电子变压器的电压变换和高低压电气隔离功能的核心设备,高频变压器具有体积小、功率密度高等突出优势,但是其绝缘与散热性能往往成为限制其大功率化、小型化发展的关键因素。为探索改善高频变压器绝缘劣化和散热问题的解决途径,全球能源互联网研究院电力电子所提出了多铁心共箱体SF6气体填充高频变压器的技术方案,本文针对气体填充式高频变压器的绝缘设计进行了研究。论文主要研究内容和成果如下:（1）首先从高频变压器的运行工况出发,确定了用于检验高频变压器主绝缘和纵绝缘的试验电压;通过分析气体变压器的绝缘结构特点与复合绝缘系统电场分布的特点,提出适用于气-固绝缘系统的薄膜材料的选用原则。（2）搭建了可用于研究SF6中绝缘薄膜的沿面放电规律的气-固沿面放电实验平台,并利用该平台对绝缘薄膜在高频方波下的沿面放电特性进行了实验研究。探究了气压（0.025～0.13MPa）、电压频率（1～20kHz）对绝缘薄膜在SF6气体中沿面闪络电压的影响,并将实验数据拟合为用于高频变压器绝缘设计的高频闪络电压估算公式,为工程应用中绝缘设计提供参考。（3）基于上述的设计原则与实验数据,对一台气体填充式高频变压器的绝缘系统进行了设计,运行频率为10kHz,绕组耐压等级为85kV/35kV/5kV。利用有限元仿真软件构建了高频变压器的三维电场模型,分析了试验电压下变压器电场强度的分布,对高频变压器的主绝缘性能进行了评估,验证了主绝缘的可靠性;根据PET聚酯薄膜在高频方波下的伏秒特性,以及击穿电压随介质厚度非线性变化的关系,判断高频变压器是否可承受高频感应耐压试验,验证了纵绝缘的可靠性。
刘明月[3]（2021）在《银蚁仿生结构传热和透波特性研究》文中进行了进一步梳理选用合适的热控材料对于航天器正常在轨运行具有重要意义。目前常用的热控白漆和镀锗聚酰亚胺膜的时间稳定性和空间稳定性较差,其中,热控白漆在空间环境的辐射作用下,两年之内表面的光学性能和电学性能就会发生明显退化,进而影响其热控性能;镀锗聚酰亚胺膜的镀锗层在大气环境下很不稳定,会发生快速退化,即使在严格密封包装和洁净保存的环境下,镀锗层的保存时间也只有六个月。目前,提升白漆、镀锗聚酰亚胺膜等材料的时间稳定性和空间稳定性的研究主要集中在材料改性方面,具有一定的局限性。本文受撒哈拉银蚁依靠毛发的微纳结构实现防热散热的启发,引入仿生学的思想,直接选择时间和空间稳定性好且具有良好微波透波特性的材料,通过调节其结构达到较好的热控特性。本文通过有限元仿真和实验相结合的方法研究了银蚁仿生结构的传热和透波特性,其中,传热特性主要关注的是表面的光谱特性和内部的导热特性,透波特性主要关注的微波波段的透波特性。对于银蚁仿生结构的光谱特性研究,本文基于有限元仿真,研究了金字塔、四面体、三棱柱等三种形状的银蚁微纳仿生结构的光谱特性及其影响因素。研究结果表明:这三种微纳结构的光谱特性主要由尖端高度和空气间隙调控,随着微纳结构尖端高度的减小和空气间隙的增大,结构表面的太阳吸收比降低,红外发射率提高。这三种微纳结构的光谱特性区别不大,但是与平坦表面相比,能够降低太阳吸收比,阻隔太阳外热流的入射;提高红外发射率,增加自身热量向深冷空间的发散。对于银蚁仿生结构的导热特性研究,本文基于有限元仿真,研究银蚁仿生结构的基体（玻璃纤维/聚酰亚胺复合材料）在导热和导热-辐射复合换热工况下的等效导热系数。分别建立聚酰亚胺基体、玻璃纤维束和复合材料的单胞模型,研究孔隙率和纤维体积分数对复合材料等效导热系数的影响。研究表明:随着孔隙率的增大,聚酰亚胺基体的等效导热系数减小,最多减小39.5%。随着纤维体积分数的增大,玻璃纤维束的横向等效导热系数增大,最多增大48.8%。导热-辐射复合换热工况下,复合材料的面内和面外等效导热系数比纯导热工况下分别增大16.4%和16.6%。对于银蚁仿生结构的透波特性研究,本文基于有限元仿真研究玻璃纤维/聚酰亚胺复合材料和玻璃纤维布的透过率,研究表明二者在1GHz-51GHz频率范围内的透过率曲线近乎重合。因此,在实验测量时使用较为易得的玻璃纤维布代替玻璃纤维/聚酰亚胺复合材料,测量其对天线增益和回波损耗的影响。实验结果表明,玻璃纤维布对天线的增益影响很小,不会影响微波信号的传输;玻璃纤维布和聚酰亚胺薄膜对水平极化天线的信号传输效率影响较小,且聚酰亚胺薄膜对垂直极化天线信号传输效率的影响小于玻璃纤维布的影响。初步推断银蚁仿生结构对微波探测系统信号传输的影响较小。本文研究为银蚁仿生结构在具有微波探测设备的航天器上的工程应用提供了指导,该结构可以扩展现有的航天器热控表面单元的实现结构和材料范围,在兼顾透波、隔热、防热散热及抗辐照等综合性能方面具有潜在优势。
房森[4]（2021）在《干式变压器多物理场耦合分析及温升建模研究》文中认为随着我国电力系统供电可靠性要求的提高以及干式变压器制造技术的不断发展,干式变压器具有环境性能优越、安全可靠性强、运行效率高等特点,干式变压器在配电网中所占比重越来越大。但由于干式变压器散热效率差,在过负荷运行及冷却系统故障时,更易发生局部过热的情况,从而加速绝缘材料劣化,降低运行可靠性,因此精确计算干式变压器热点温度是保证其安全稳定运行的关键。为了满足干式变压器日益增长的热点温度快速计算及实时评估的需求,亟需对干式变压器进行多物理场耦合分析,基于热电类比理论构建干式变压器暂态热路模型,实现绕组热点温度的快速精确计算。本文结合多物理场耦合模型计算准确性和热路模型计算快速性的优势,对干式变压器进行多物理场耦合分析及温升建模研究。首先基于电磁场数值计算理论构建干式变压器电磁场有限元计算模型,求解变压器空载运行时铁芯磁场分布与空载损耗,以及额定负荷运行时绕组漏磁场分布与负载损耗,为多物理场耦合分析提供热源载荷。其次,研究多物理场耦合计算方法,建立干式变压器三维稳态电磁-温度-流场耦合计算模型,通过多物理场耦合分析得到各组件温度及内部流速分布。在验证多物理场耦合模型准确性的基础上,研究不同强制对流换热方式对冷却效果的影响。通过多物理场耦合计算绕组对流换热系数,为优化热路模型参数确立基础。最后,基于热电类比理论对干式变压器进行温升建模研究,分别构建高低压绕组暂态热路模型。将有限元计算离散化思想融入热电类比理论,高度还原绕组几何结构的同时严格匹配边界条件,以单匝线圈为计算单元改进暂态热路模型结构,通过多物理场耦合得到的绕组对流换热系数优化热路模型非线性对流热阻。研究绕组热时间常数计算方法,分析干式变压器在强制对流换热情况下,冷却风机出口风速与出风温度对绕组热时间常数的影响,从而实现绕组热点温度快速精确计算,满足干式变压器热点温度快速计算及实时评估的需求。
王迪[5]（2021）在《多导体电场边界元精度分析及部分电容实验系统开发》文中认为三维电场的仿真数值计算是电力工程实际衡量电气设备是否符合标准的重要研究方法,曲面边界元算法具有精度高求解快的优势,但仿真数值计算精度与模型网格的选择和密度有密切关系,相关研究较少,已公开发表的研究成果中数值计算的网格划分大多靠经验,缺少对应精度要求的网格剖分规范用以参照。利用实物模型电容数值的测量结果作为基准解,分析不同网格下曲面边界元法计算精度,给出不同模型一般化网格剖分规则。基于坐标系变换的曲面边界元法以曲面单元离散求解的模型表面,可以减少平面单元的拟合误差。针对不同坐标变换下的不同类型导体曲面,需要根据其算法和几何特性分别细化网格划分的讨论,得出针对不同导体面的一般化网格剖分规范,作为边界元法长期应用和发展的计算参照。对球面划分不同区域分别进行三角形网格和四边形网格剖分,得出曲面四边形网格精度更具优势的结论。由球面剖分极点的限制,球面剖分必须考虑曲面三角形单元,进一步对不同网格剖分面积和密度进行控制,细化讨论不同区域网格对仿真计算精度的影响,得出并非四边形剖分范围越大计算精度越好的结论,给出球面模型兼顾计算内存及计算时间下的剖分方法。讨论了不同极点位置对球面积分的影响,结论可以广泛应用于工程实践;对柱面划分为上下底面、倒角曲面、柱面三个部分剖分,分别改变柱面圆周线的网格尺寸和柱面沿准线方向长度单元尺寸,对柱体全表面进行曲面四边形网格剖分及边界元积分计算。得出结论柱面沿准线方向单元长度对积分精度影响较大,给出不同精度要求下柱体的一般化剖分规则;对圆环面分别改变主环单元角度和管径单元角度进行不同的曲面四边形网格剖分,讨论影响计算精度的主要因素,给出不同精度要求下圆环体的一般化剖分规则。“部分电容”测量实验是电磁场基础课程的主要实验之一,在开发实测实验基础上,根据曲面边界元算法及得出的各导体剖分方法编写多导体“部分电容”计算程序,开发了多导体“部分电容”仿真实验系统,以实测实验与仿真实验相结合的形式,检验边界元算法的准确性,实现理解多导体“部分电容”概念的教学目的。目前已开发的实验装置多导体系统封闭性较强,不利于学生形象直观地建立电容及静电场概念,利用电力工程中真实的均压环进行模型简化,直观地建立了多导体部分电容系统,并设计了并联电容等效放大电路,由“场”的概念过渡到“路”的概念,场路结合加深理解的同时,解决了电荷测量实验仪器指针摆动较小的实验精度问题。首次提出部分电容测量直接计算公式,解决了以往测量实验需要求解多元高次方程组的问题。
朱璇笛[6]（2021）在《含特异材料的光子晶体光纤传输模式计算》文中提出光子晶体光纤（Photonic Crystal Fibers,PCFs）,又称多孔光纤和微结构光纤,特异材指的是一类介电常数和磁导率与普通材料不同的介质,本文以光子晶体和光子晶体光纤为研究对象,使用有限元方法研究普通材料和特异材料构成的光子晶体、光子晶体光纤的能带结构、光纤损耗等的数值模拟,得到光纤的传输模式。本文主要的研究工作为:首先研究的是光子晶体带隙的数学模型和数值模拟方法,研究难点包含大规模本征值问题求解,在含有特异材料的情况下有限元算法的设计。具体内容为根据麦克斯韦方程组推导出波动方程,使用有限元方法计算波动方程,这一过程包含数学、物理模型设计,有限元算法设计,对最终的数值结果进行物理性质分析,最后得到光子晶体的TE和TM模式下的能带结构。同时又通过计算等频面得出光子晶体的负折射率范围。进一步的,对普通光子晶体能带的有限元计算方法进行改进,得到计算介电常数和磁导率随频率变化时求解波动方程的方法步骤,求解方程得到晶体能带。其次研究了光子晶体光纤的传输模式和损耗的数值模拟以及结构优化设计,解决包括矢量波动方程求解、PML边界条件的处理、特异性材料的处理、光纤结构优化等问题。具体内容为使用矢量有限元方法计算矢量波动方程,在光纤周围加上完美匹配层,通过计算,研究光子晶体光纤的限制损耗。在这一过程借助了 Comsol软件进行有限元设计和光纤模拟,在1.55微米的特定频率下,通过计算能带确定传输光波的光纤填充率范围,对处于这一填充率范围的光纤结构计算损耗,对结果进行比较,得出一个较优的光纤结构。对普通光纤的计算扩展到含特异材料的计算,计算晶体能带,确定能够传输1.55微米光波的含特异材料的光纤填充率,得到含特异材料的光纤在不同填充率下的损耗,得到一个损耗较小的较优的光纤结构。
姜世民[7]（2021）在《基于加速器的太赫兹尾场辐射研究》文中研究说明在近20年来,太赫兹辐射在生命科学、材料表征、信息传输、安全检测等科学与应用领域发挥着越来越重要的作用,同时也促进了太赫兹辐射源相关技术的发展。利用加速器产生的相对论电子束在介质加载波导中激发的尾场作为太赫兹辐射源的技术,由于其辐射媒介击穿场强高、体积小、对电子束无阻拦等优点,受到了相关研究的青睐。本文以基于加速器的高功率太赫兹尾场辐射源为主要内容,分别就尾场激发原理、性能提升,太赫兹尾场的馈出与传播,相关数值计算方法开发以及紧凑型太赫兹尾场自由电子激光实验等方面进行了探索与研究。为了满足太赫兹技术对于高功率辐射源的需求,本文提出了两种新的分离式介质加载波导结构,并利用理论与模拟手段对其所激发的太赫兹尾场性能进行了研究。第一种结构为径向分离式介质加载波导,通过将介质加载波导的介质层与金属层分离来提高其所激发尾场的峰值功率。根据计算结果,新结构中激发的尾场峰值功率相比于普通介质加载波导中提高了一个量级以上。另外一种结构的金属层与介质层分离并且具有一定的倾斜角,当倾斜角为负时,其所激发的尾场梯度会大幅度提升,我们称之为负向taper型介质加载波导。相比于普通的介质加载波导,当相对论电子经过时,尾场纵向电场梯度可以提升4倍以上。针对尾场在介质加载波导端口衍射损耗过大的问题,我们提出了利用双层介质加载波导中新介质层与电子速度之间的特殊关系,在不改变尾场模式频率的条件下扩大端口孔径,从本质上降低尾场的衍射发散角。研究结果表明该方案可以将尾场衍射角减小三分之一,衍射损耗从80%以上降低到10%以下。另外,本文提出将太赫兹尾场馈入到光学谐振腔当中,利用谐振腔的选模特性将尾场中的多个分立模式进行选模并相干放大输出。针对以往PIC模拟速度较慢的问题,我们提出了半解析式的快速PIC数值计算方法,可以大幅度缩减PIC模拟软件计算电子束与尾场耦合过程的计算时间,该算法包含计算高能电子束与尾场相互作用的一维程序与非相对论电子束与尾场相互作用的二维程序。为进一步降低了数值方法的使用难度,我们还为该算法开发了图形交互界面。此外,基于Stratton-Chu矢量衍射方程,我们提出了一种简单的太赫兹尾场在光路传播中的数值计算方法,可以解决太赫兹光场在三维非对称光学元件之间反射传播时计算困难的问题。本文在最后介绍了基于高次谐波型太赫兹尾场自由电子激光方案的桌面型高功率太赫兹尾场辐射源实验的设计与准备工作,完成了热阴极电子枪、螺线管线圈与真空室的设计与测试,以及相关光学探测器件的准备。该实验装置结构紧凑,可以激发0.1 THz～0.3 THz范围内三个模式的高功率尾场辐射。
毕伟林[8]（2021）在《基于连续域束缚态模式的纳米激光研究》文中认为随着技术的进步,光子器件的尺寸越来越小,到目前为止其尺寸最小可以达到纳米量级。其中在对光子器件的研究中,纳米激光器的小型化和集成化得到了不断深入地探索。激光器中的光是以驻波的形式被限制,限制光而不吸收光是激光器的关键问题。传统的激光器使用光学腔来实现激光行为,该激光腔利用反射镜、全内反射或光子晶体周期性结构中的散射来捕获光。对于这些系统,Q因子相对来说较小,且Q因子仅微弱地依赖于腔的几何形状。因此我们需要找到一种高Q因子且可控的激光器。最近几年,连续域束缚态（Bound states in the continuum,简称“BIC”）因为其具有无限高Q因子的无辐射状态引起了各大课题组的研究兴趣。真正的BIC只有在无限系统的理想状态下才能产生,在材料吸收以及结构的限制真正的BIC会转变为准BIC。准BIC具有超高的Q因子和微小辐射,同样得到了广泛的关注。它可以应用到传感器、激光器、滤波器等众多领域,其中我们主要是对基于准BIC模式的激光行为进行研究。基于准BIC模式的纳米激光相比传统激光器有很大的优势,比如低阈值、产生高Q共振的定向激光以及易调谐激光波长等。在本论文中,从理论上主要是对基于准BIC模式的纳米激光器展开研究,主要的研究结果如下:（1）利用高折射率全介电材料对偏心圆环的光谱特性进行研究。通过加入一个不对称参数偏移量d,比较在有无d情况下圆环的光谱特性。由于受对称保护,当d≠0时反射光谱会出现一个非常尖锐的峰。改变结构参数观察光谱特性,并且准确地计算出每个参数结构的Q因子,Q因子最大可以达到9.6×104,高Q因子的特性使得偏心圆环非常适合用于激光。用FDTD Solutions软件对偏心圆环的激光行为进行仿真,实现了基于准BIC的纳米激光。得到激光阈值仅有6.46μJ/cm2并且可以通过控制偏心纳米环的结构参数来调节激光波长和阈值。同时我们还比较不同材料的偏心纳米环的光谱特性和激光行为。（2）我们提出一种全新的纳米结构,对全介电材料的偏心纳米球进行光谱特性和激光行为的研究。与偏心纳米环的研究类似,当d≠0时反射谱线中会出现两个非常尖锐的峰。其中一个共振峰处的电场分布主要分布在内球和外球壳上,另一个峰处的电场只分布纳米球的空腔中。我们主要是对前者做出讨论研究,当不对称参数越小时,Q因子和局域电场值就越大,准BIC就越接近真正的BIC。基于这两个优势,发现其激光阈值比偏心纳米环的阈值要低很多,仅为2.3μJ/cm2,因此非常适用作为激光器。
郝文曲[9]（2021）在《基于神经网络方法的数值格林函数计算》文中研究表明在电磁理论中,格林函数表示单位强度空间某处的点源在一定边界条件下产生的响应（场量）。常用的具有解析形式的格林函数只有在一些特定的边界条件下才能得到,如自由空间格林函数或半空间格林函数等。对于更一般的复杂边界条件,格林函数只能通过数值方法求解得到,即数值格林函数。传统求解数值格林函数的方法包括有限元法、时域有限差分法和矩量法等。利用这些数值方法求解的数值格林函数一般表达为矩阵形式,其运算量与所需存储资源巨大,因而寻求更快速便捷的数值格林函数解法对于电磁计算的发展是十分重要的。本文提出了基于神经网络求解数值格林函数的算法。该方法利用神经网络强大的函数拟合能力,将联系场源坐标与点源响应的隐式数值格林函数以复合函数的方式进行逼近拟合。根据神经网络结构复杂度与数值格林函数训练数据形式由简单到复杂,全文工作可以分为三个阶段。首先,我们研究了基于全连接神经网络的经典数值格林函数计算,此算法直接采用了矩量法求解的场值作为数据集输出,数据集构造方式简单,通过训练全连接神经网络我们可以得到联系场源位置与场值的复合函数,从而表征数值格林函数。其次,为了得到可以应用于电场积分方程的数值格林函数,本文进一步研究了神经网络加速的数值格林函数,该方法通过一定的矩阵技巧将数值格林函数已知的直射项与未知的散射项分离,并利用神经网络拟合场源位置与散射项之间的关系,最后将此神经网络加速的数值格林函数应用于散射问题的求解,由于此方法提取了未知部分,因此训练数据间更符合独立同分布的要求,从而可以更好地发挥神经网络的拟合功能。最后,本文提出了基于多层快速多极子的卷积神经网络,此方法通过类比多层快速多极子算法与卷积算法的相似点确定了与多极聚合、多极配置、多极转移相关的卷积核参数以及与最高层多极展开、部分场展开、附近组运算相关的卷积操作超参数,利用场量图像作为训练数据优化此三种卷积核的具体参数,在利用此卷积网络求解数值格林函数时,我们采用散射体上被点源激励的场量图像作为输入张量,网络输出即为点源激励下的散射体电流分布,而此等效电流在空间中产生的场即为待求的数值格林函数。由于此方法充分利用了计算电磁学的先验知识,这里构建的神经网络参数个数与上述全连接神经网络相比大大降低,其训练集与优化迭代数也可以相应地减少,为未来更大规模问题的求解提供了思路。
李星[10]（2021）在《基于时域间断伽辽金方法的多尺度电磁问题研究》文中进行了进一步梳理随着当代武器装备和电子器件的迅速增长,例如大功率真空电子器件、军舰和装甲导弹等系统,在微波器件设计、卫星通信及雷达等领域都各自发挥着重要的作用。实际上,这些设备本身表面可能设置有各类天线、传感器等细小装置,同时组成的介质材料往往是各不相同的,使得整个设备的物理特性变得非常复杂,因此具有几何及材料的多尺度特征。此外,在现代战场中,为了发挥不同的战场功效,辐射源的数量变得越来越大,而这导致电磁环境日趋复杂,尤其是高功率微波等强电磁脉冲形成的电磁脉冲场,对多尺度装备来说可能是致命的。因此,为保证多尺度装备能够在复杂电磁环境中充分发挥其战斗效能,研究其电磁参数是刻不容缓的。然而现有的数值计算方法往往不能够很好地满足当前复杂环境下多尺度问题的高性能、高精度的三维电磁仿真。因此,迫切需要针对复杂电磁环境下的多尺度问题开展更加精确高效的算法研究,为仿真分析软件奠定可靠的理论基础。本论文主要围绕复杂电磁环境下的多尺度问题在频域和时域上的仿真分析开展研究工作,主要内容及创新点体现在以下五个方面:1、基于矢量有限元理论,以微波管输入输出窗为研究对象,提出了一种模型降阶的自适应快速扫频方法。该方法主要包含以下三个技术:1)通过切比雪夫函数逼近方式得到降阶模型的展开子空间,避免了Taylor级数展开求导运算的耗时、复杂性。2)提出内外嵌套的误差判定条件,以便快速准确地寻找最佳降阶空间。3)定义收敛半径,提出一个有效的自适应扫频技术,进而得到全频带的频变参数。2、针对三维时域Maxwell方程的求解,对时域间断伽辽金算法（DGTD）展开了系统的研究工作。通过四面体单元进行网格剖分,采用形式简单的节点标量基函数,并结合数值通量形成DGTD的半离散格式。在时间离散上,通过应用显式的时间迭代格式来得到DGTD的全离散格式,根据DGTD单元性,就可以迭代出每个单元上的场值。此外,本文详细给出了边界处理、各种激励源形式、DGTD的加源方式及稳定性分析。通过数值算例,验证了该算法的准确性,为后期研究显隐算法奠定扎实的理论基础。3、为了降低DGTD中自由未知量（DOFs）个数,由频域杂交间断伽辽金算法（HDG）发展而来,结合隐式时间格式,提出一种时域杂交间断伽辽金算法（imHDGTD）用于求解三维时域Maxwell方程。该方法主要包含以下五个技术:1)经过四面体的网格剖分后,对体单元和面单元采用一致的标量叠层基函数,为后期矩阵预处理做准备。2)空间离散时,在面单元上引入杂交量来替换DGTD中的数值通量,结合守恒条件,最终形成一个全局线性系统。由于全局系统的变量只有杂交量,因此大大降低了DOFs。3)根据全局线性系统,在时间离散上采用无条件稳定的隐式Crank–Nicolson（CN）时间格式,能够有效扩大显式时间格式在细网格处的时间步长,进而推导出imHDGTD的全离散格式。4)本文将杂交量视为待求常量,从而减少杂交量时间迭代的计算消耗。一旦根据全局线性系统求出杂交量,便可以由局部线性系统得到每个单元的场值。5)拓展imHDGTD算法的边界应用,不仅给出HDG算法常用的吸收边界条件（absorbing boundary condition,ABC）边界形式,还在imHDGTD中推导了完全匹配层（Perfectly Matched Layer,PML）边界形式,并成功用于波导传输问题。4、为了降低隐式时间格式求解全局矩阵（随网格数、阶数的增大,可能存在病态矩阵）的复杂度,在时域imHDGTD算法中首次提出了一种有效的矩阵处理技术:通过基函数的叠层性,采用p型多重网格预处理技术来提升imHDGTD算法对全局线性系统的求解速度。现有HDG大都基于无源时域Maxwell方程在边界处进行加源处理,考虑到在实际电磁场问题中,激励源的类型是多样化的。因此,本文基于有源的时域Maxwell方程,对前期的imHDGTD进行了扩展研究,并针对不同电流源和磁流源项给出了具体的处理技术。5、为了进一步提升时域算法求解复杂多尺度问题的计算性能,本文将显式ex DGTD与隐式imHDGTD方法的优点相结合,提出了一种新型的三维显隐时域电磁学数值方法（ex-imHDGTD）,该方法主要包含以下四个技术:1)根据离散网格的尺寸,将整个计算区域拆分为粗、细两个子网格部分。在粗网格上采用ex DGTD方法,在细网格区域采用imHDGTD方法。2)在时间迭代上,运用Verlet时间格式,从而避免全显式时间格式的时间步长受限于细网格尺寸的稳定性,同时也避免采用全隐式时间格式导致产生很大维数的系统矩阵。3)边界处理,首次将PML和ABC边界分别应用到提出的显隐ex-imHDGTD算法中。4)首次将总场格式、总场散射场的加源格式运用到新型的显隐算法中。最后,通过复杂的波导、飞机等算例,验证该算法具有较少的DOFs,相比ex DGTD、imHDGTD以及传统的显隐DGTD方法,能够大大缩减总体仿真的内存与计算时间,这对时域电磁学多尺度问题的求解提供了一种分析方法。
二、点离散求解电磁场边值问题应用软件的实现（论文开题报告）
（1）论文研究背景及目的
此处内容要求：
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景，再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题，并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例：
本文主要提出一款精简64位RISC处理器存储管理单元结构并详细分析其设计过程。在该MMU结构中,TLB采用叁个分离的TLB,TLB采用基于内容查找的相联存储器并行查找,支持粗粒度为64KB和细粒度为4KB两种页面大小,采用多级分层页表结构映射地址空间,并详细论述了四级页表转换过程,TLB结构组织等。该MMU结构将作为该处理器存储系统实现的一个重要组成部分。
（2）本文研究方法
调查法：该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法：用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法：通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法：通过调查文献来获得资料，从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法：依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法：对研究对象进行“质”的方面的研究，这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法：通过具体的数字，使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法：运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法：这是社会科学用来分析社会现象的一种方法，从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法：通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
三、点离散求解电磁场边值问题应用软件的实现（论文提纲范文）
（1）适用于多频、宽带微型能量收集器整流天线的分析与优化设计（论文提纲范文）
| 致谢 |
| 摘要 |
| Abstract |
| 1 绪论 |
| 1.1 课题背景及意义 |
| 1.2 射频能量收集的研究现状 |
| 1.3 整流天线国内外研究现状 |
| 1.4 本文主要工作与章节安排 |
| 2 天线理论基础 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 印刷单极子天线 |
| 2.2.1 印刷单极子天线 |
| 2.2.2 印刷单极子馈电技术 |
| 2.2.3 基本原理 |
| 2.3 基本性能参数 |
| 2.3.1 带宽 |
| 2.3.2 方向函数与方向性系数 |
| 2.3.3 方向图 |
| 2.3.4 输入阻抗、驻波比与回波损耗 |
| 2.4 电磁场/波数值计算方法 |
| 2.4.1 矩量法(MOM) |
| 2.4.2 有限元法(FEM) |
| 2.4.3 时域有限差分法(FDTD) |
| 2.5 本章小结 |
| 3.改进的粒子群优化算法 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 粒子群算法基本原理、方法和特点 |
| 3.2.1 粒子群算法的基本原理 |
| 3.2.2 粒子群算法的一般流程 |
| 3.2.3 粒子群算法的特点 |
| 3.3 改进粒子群算法 |
| 3.3.1 柯西变异算子 |
| 3.3.2 微分变异算子 |
| 3.3.3 锦标赛算法 |
| 3.3.4 精英保留策略 |
| 3.3.5 改进粒子群算法流程 |
| 3.4 算法验证 |
| 3.4.1 测试函数 |
| 3.4.2 算法性能评价指标 |
| 3.4.3 计算结果 |
| 3.5 本章小结 |
| 4 单极子整流天线多目标优化设计 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 天线性能计算 |
| 4.3 改进粒子群算法的具体实施过程 |
| 4.3.1 天线拓扑及设计目标 |
| 4.3.2 初始设计方案和迭代过程 |
| 4.3.3 HFSS求解过程 |
| 4.3.4 目标函数 |
| 4.4 四频天线优化设计 |
| 4.4.1 天线拓扑及目标函数 |
| 4.4.2 有限元计算模型及电磁场逆问题的求解 |
| 4.4.3 优化设计结果 |
| 4.5 五频天线优化设计 |
| 4.5.1 天线拓扑及目标函数 |
| 4.5.2 有限元计算模型及电磁场逆问题的求解 |
| 4.5.3 优化设计结果 |
| 4.6 本章小结 |
| 5 总结与展望 |
| 5.1 总结 |
| 5.2 展望 |
| 作者攻读研究生期间发表的论文 |
| 参考文献 |
（2）气体填充式高频变压器的绝缘设计（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 选题背景及其意义 |
| 1.2 国内外研究现状 |
| 1.2.1 高频变压器的绝缘问题 |
| 1.2.2 SF_6气体绝缘特性的研究现状 |
| 1.2.3 变压器电场分析与绝缘设计现状 |
| 1.3 论文的研究内容和工作 |
| 第2章 高频变压器绝缘设计的基本理论 |
| 2.1 变压器绝缘的设计要求 |
| 2.1.1 电性能的要求 |
| 2.1.2 热性能的要求 |
| 2.2 SF_6气体填充变压器的绝缘结构特征 |
| 2.3 电场有限元分析的基本理论 |
| 2.4 本章小结 |
| 第3章 SF_6气体的高频绝缘特性研究 |
| 3.1 SF_6与其它绝缘材料特性的比较 |
| 3.2 SF_6的间隙击穿特性 |
| 3.2.1 SF_6的碰撞电离与电子附着 |
| 3.2.2 均匀电场中SF_6的击穿特性 |
| 3.2.3 不均匀电场中SF_6的击穿特性 |
| 3.2.4 高频电场中SF_6的击穿特性 |
| 3.3 高频方波下SF_6沿面放电的实验研究 |
| 3.3.1 实验平台的搭建 |
| 3.3.2 实验方法与操作步骤 |
| 3.3.3 不同频率下的沿面闪络电压分析 |
| 3.3.4 不同气压下的沿面闪络电压分析 |
| 3.4 本章小结 |
| 第4章 SF_6气体填充高频变压器的绝缘设计与校核 |
| 4.1 变压器的绝缘设计参数 |
| 4.1.1 气体压力的选取 |
| 4.1.2 匝间绝缘材料的确定 |
| 4.1.3 变压器结构参数 |
| 4.1.4 绕组支架的结构设计 |
| 4.2 变压器主绝缘电场分析与绝缘校核 |
| 4.2.1 变压器三维模型的建立 |
| 4.2.2 网格剖分 |
| 4.2.3 主绝缘电场分析 |
| 4.3 变压器纵绝缘校验 |
| 4.4 本章小结 |
| 第5章 结论与展望 |
| 5.1 结论 |
| 5.2 展望 |
| 参考文献 |
| 攻读硕士学位期间发表的论文及其它成果 |
| 致谢 |
（3）银蚁仿生结构传热和透波特性研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 第1章 引言 |
| 1.1 选题背景和意义 |
| 1.2 国内外研究进展 |
| 1.2.1 微纳仿生结构研究进展 |
| 1.2.2 微纳仿生结构热控特性研究进展 |
| 1.2.3 银蚁仿生结构热控特性研究进展 |
| 1.3 论文的主要研究内容和创新点 |
| 1.3.1 论文的主要研究内容 |
| 1.3.2 论文的创新点 |
| 第2章 银蚁仿生结构的光谱特性研究 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 热辐射分析理论 |
| 2.2.1 热辐射基础定律 |
| 2.2.2 热辐射表征参数 |
| 2.2.3 热辐射过程中的光谱特性解算基础 |
| 2.3 光谱特性研究的数值方法 |
| 2.3.1 严格耦合波法(RCMA) |
| 2.3.2 时域有限差分法(FDTD) |
| 2.3.3 有限元法(FEM) |
| 2.4 银蚁仿生结构光谱特性研究的数值研究方法 |
| 2.4.1 生物原型表征 |
| 2.4.2 建立几何模型 |
| 2.4.3 材料设定 |
| 2.4.4 边界条件设定 |
| 2.4.5 建立数值模型 |
| 2.4.6 问题求解 |
| 2.4.7 方法验证 |
| 2.5 银蚁仿生结构尖端高度对光谱特性的影响规律及分析 |
| 2.5.1 银蚁仿生结构尖端高度对光谱特性的影响规律 |
| 2.5.2 银蚁仿生结构尖端高度对光谱特性影响的理论分析 |
| 2.6 银蚁仿生结构空气间隙对光谱特性的影响规律及分析 |
| 2.6.1 银蚁仿生结构空气间隙对光谱特性的影响规律 |
| 2.6.2 银蚁仿生结构空气间隙对光谱特性影响的理论分析 |
| 2.7 银蚁仿生结构的形状对光谱特性的影响规律 |
| 2.8 本章小结 |
| 第3章 银蚁仿生结构的导热特性研究 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 导热-辐射复合换热理论 |
| 3.2.1 等效导热系数 |
| 3.2.2 辐射传递方程 |
| 3.2.3 辐射能量方程 |
| 3.2.4 导热-辐射复合换热的数学方程 |
| 3.3 导热特性的研究方法 |
| 3.4 银蚁仿生结构导热特性研究的数值研究方法 |
| 3.4.1 建立几何模型 |
| 3.4.2 材料设定 |
| 3.4.3 边界条件设定 |
| 3.4.4 建立数值模型 |
| 3.4.5 问题求解 |
| 3.4.6 方法验证 |
| 3.5 聚酰亚胺基体等效导热系数的变化规律及分析 |
| 3.6 玻璃纤维束等效导热系数的变化规律及分析 |
| 3.7 玻璃纤维/聚酰亚胺复合材料等效导热系数的变化规律及分析 |
| 3.8 本章小结 |
| 第4章 银蚁仿生结构的透波特性研究 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 电磁波传输理论 |
| 4.2.1 电介质的极化 |
| 4.2.2 介质的电磁参数 |
| 4.2.3 微波透波特性解算基础 |
| 4.3 银蚁仿生结构透波特性研究的数值方法 |
| 4.3.1 建立几何模型 |
| 4.3.2 材料设定 |
| 4.3.3 边界条件设定 |
| 4.3.4 建立数值模型 |
| 4.3.5 问题求解 |
| 4.4 银蚁仿生结构透波特性研究的实验方法 |
| 4.4.1 测量天线增益的实验方法 |
| 4.4.2 测量天线回波损耗的实验方法 |
| 4.5 银蚁仿生结构透波特性数值结果及分析 |
| 4.6 银蚁仿生结构透波特性实验结果及分析 |
| 4.6.1 玻璃纤维布在1.414GHz频率下对天线增益的影响规律 |
| 4.6.2 玻璃纤维布在18.700GHz频率下对天线增益的影响规律 |
| 4.6.3 玻璃纤维布和聚酰亚胺薄膜对天线回波损耗的影响规律 |
| 4.7 本章小结 |
| 第5章 总结与展望 |
| 5.1 工作总结 |
| 5.2 工作展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 作者简历及攻读学位期间发表的学术论文与研究成果 |
（4）干式变压器多物理场耦合分析及温升建模研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 课题研究背景及意义 |
| 1.2 国内外研究现状 |
| 1.2.1 干式变压器电磁场及损耗研究现状 |
| 1.2.2 干式变压器多物理场耦合研究现状 |
| 1.2.3 干式变压器温升建模方法研究现状 |
| 1.3 本文的主要研究内容 |
| 第2章 干式变压器电磁场及损耗计算 |
| 2.1 电磁场计算理论基础 |
| 2.1.1 电磁场基本理论 |
| 2.1.2 电磁场计算边界条件 |
| 2.2 干式变压器损耗分析 |
| 2.2.1 干式变压器空载损耗 |
| 2.2.2 干式变压器负载损耗 |
| 2.3 干式变压器电磁场计算模型 |
| 2.3.1 干式变压器几何模型 |
| 2.3.2 模型网格划分 |
| 2.3.3 边界条件与物性参数 |
| 2.4 干式变压器电磁场与损耗结果分析 |
| 2.4.1 铁芯磁场及空载损耗计算 |
| 2.4.2 绕组漏磁场及负载损耗计算 |
| 2.5 本章小结 |
| 第3章 干式变压器电磁-温度-流场耦合分析 |
| 3.1 干式变压器传热机理 |
| 3.1.1 产热与散热分析 |
| 3.1.2 变压器传热方式 |
| 3.1.3 电磁-温度-流场耦合计算数学模型 |
| 3.2 稳态电磁-温度-流场耦合建模 |
| 3.3 干式变压器多物理场耦合计算结果分析 |
| 3.3.1 温度场分布特性分析 |
| 3.3.2 流场分布特性分析 |
| 3.3.3 对流换热系数分析 |
| 3.3.4 模型计算结果验证 |
| 3.4 强制对流换热方式对冷却效果影响分析 |
| 3.4.1 冷却风机出口风速的影响 |
| 3.4.2 冷却风机出风角度的影响 |
| 3.5 本章小结 |
| 第4章 基于热电类比理论的干式变压器温升建模 |
| 4.1 热电类比方法 |
| 4.1.1 热电类比理论 |
| 4.1.2 热电类比典型应用 |
| 4.1.3 变压器等效热路模型的描述 |
| 4.2 绕组暂态热路模型的构建 |
| 4.2.1 高压绕组暂态热路建模 |
| 4.2.2 低压绕组暂态热路建模 |
| 4.2.3 热路模型参数计算 |
| 4.2.4 模型验证与案例分析 |
| 4.3 绕组热时间常数计算方法 |
| 4.4 强制对流换热绕组热时间常数计算 |
| 4.4.1 冷却风机出口风速的影响 |
| 4.4.2 冷却风机出风温度的影响 |
| 4.5 本章小结 |
| 第5章 结论与展望 |
| 5.1 结论 |
| 5.2 展望 |
| 参考文献 |
| 攻读硕士学位期间发表的论文及其它成果 |
| 致谢 |
（5）多导体电场边界元精度分析及部分电容实验系统开发（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 课题背景及研究的目的和意义 |
| 1.2 国内外研究现状 |
| 1.2.1 三维电场边界元法研究现状 |
| 1.2.2 部分电容测量实验开发现状 |
| 1.3 本文研究的主要内容 |
| 第2章 基于坐标变换的曲面边界元电容参数提取 |
| 2.1 间接边界元法电容提取原理 |
| 2.2 采用坐标变换的曲面边界元法 |
| 2.2.1 基于球坐标系的曲面边界元法 |
| 2.2.2 基于球坐标系的曲面边界元法精度分析 |
| 2.2.3 基于柱坐标系的曲面边界元法 |
| 2.2.4 基于柱坐标系的曲面边界元法精度分析 |
| 2.2.5 基于圆环坐标系的曲面边界元法 |
| 2.2.6 基于圆环坐标系的曲面边界元法精度分析 |
| 2.3 本章小结 |
| 第3章 多导体曲面边界元法网格划分研究 |
| 3.1 球形导体网格的选择 |
| 3.1.1 极点处网格划分对计算精度的影响 |
| 3.1.2 极点位置的选择对计算精度的影响 |
| 3.2 柱形导体网格的选择 |
| 3.2.1 剖分间隔长度z_0对柱面积分精度的影响 |
| 3.2.2 剖分间隔角度φ_0对柱面积分精度的影响 |
| 3.3 环形导体网格的选择 |
| 3.3.1 剖分间隔角度φ_0对环面积分精度的影响 |
| 3.3.2 剖分间隔角度θ_0对柱面积分精度的影响 |
| 3.4 本章小结 |
| 第4章 多导体系统“部分电容”测量实验开发 |
| 4.1 “部分电容”实验原理介绍 |
| 4.2 “部分电容”实验系统设计 |
| 4.2.1 多导体实验模型 |
| 4.2.2 多导体“部分电容”仿真实验系统开发 |
| 4.2.3 多导体“部分电容”实测实验开发 |
| 4.3 本章小结 |
| 第5章 结论与展望 |
| 5.1 结论 |
| 5.2 展望 |
| 参考文献 |
| 攻读硕士学位期间发表的论文及其它成果 |
| 致谢 |
（6）含特异材料的光子晶体光纤传输模式计算（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第一章 引言 |
| 1.1 研究背景 |
| 1.2 光子晶体光纤 |
| 1.2.1 光子晶体概念 |
| 1.2.2 光纤 |
| 1.2.3 光子晶体光纤 |
| 1.3 特异材料 |
| 1.3.1 特异材料介绍 |
| 1.3.2 含特异材料的光子晶体 |
| 1.4 电磁学计算的数值方法 |
| 1.4.1 平面波法 |
| 1.4.2 时域有限差分法 |
| 1.4.3 有限元法 |
| 1.5 本文研究目标和主要内容 |
| 第二章 光子晶体光纤的数学模型 |
| 2.1 电磁波传输的波动方程 |
| 2.1.1 电磁场问题方程组 |
| 2.1.2 本构关系 |
| 2.1.3 边界条件 |
| 2.1.4 波动方程 |
| 2.2 光子带隙计算数学模型 |
| 2.2.1 标量波动方程 |
| 2.2.2 倒易点阵与布里渊区域 |
| 2.2.3 二维光子晶体带隙的数学模型 |
| 2.2.4 特异材料光子晶体的带隙计算模型 |
| 2.3 光子带隙光纤模式计算数学模型 |
| 2.3.1 传统光纤中光的传播理论 |
| 2.3.2 光子晶体光纤全矢量波动方程 |
| 2.4 光子带隙光纤限制损耗计算 |
| 第三章 光子晶体能带结构数值求解及分析 |
| 3.1 光子晶体能带结构的有限元变分问题 |
| 3.2 光子晶体能带结构的有限元离散 |
| 3.3 含特异性材料的光子晶体带隙结构分析 |
| 3.4 数值模拟结果及分析 |
| 3.4.1 算例一的数值结果 |
| 3.4.2 算例二的数值结果 |
| 第四章 光子晶体光纤传输性能的数值研究 |
| 4.1 光纤的带隙计算模型 |
| 4.1.1 有限元变分形式 |
| 4.1.2 有限元离散求解 |
| 4.2 光子晶体光纤中电磁传播数值模拟 |
| 4.2.1 基于COMSOL的数值模拟 |
| 4.3 光子晶体光纤中电磁传播数值模拟 |
| 4.3.1 基于COMSOL的数值模拟 |
| 4.3.2 算例一数值结果 |
| 4.3.3 算例二数值结果 |
| 第五章 论文总结以及前景展望 |
| 参考文献 |
| 攻读硕士期间发表的学术论文目录 |
| 致谢 |
（7）基于加速器的太赫兹尾场辐射研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 太赫兹辐射简介 |
| 1.1.1 太赫兹辐射介绍以及相关应用 |
| 1.1.2 太赫兹辐射源分类与介绍 |
| 1.2 加速器中太赫兹尾场结构的相关应用 |
| 1.2.1 加速器结构中的尾场效应与束流不稳定性 |
| 1.2.2 切伦科夫效应和介质尾场结构 |
| 1.2.3 太赫兹尾场辐射 |
| 1.2.4 太赫兹尾场在加速器领域的其他应用 |
| 1.3 论文的主要内容和创新点 |
| 1.3.1 论文的主要内容 |
| 1.3.2 论文的主要创新点 |
| 第2章 基于介质加载波导的尾场理论 |
| 2.1 格林函数介绍 |
| 2.1.1 格林公式与格林函数 |
| 2.1.2 格林函数与尾场 |
| 2.1.3 格林函数与衍射 |
| 2.2 介质加载波导的尾场理论 |
| 2.2.1 介质波导内的色散关系 |
| 2.2.2 点电荷在介质波导激发的尾场 |
| 2.2.3 多电子束团的尾场理论 |
| 2.3 尾场辐射的远场计算 |
| 2.3.1 尾场在波导端口的远场衍射 |
| 2.3.2 圆波导端口衍射的简化公式 |
| 2.4 本章小结 |
| 第3章 高品质太赫兹介质加载波导结构研究 |
| 3.1 提高尾场辐射强度的常用方法 |
| 3.2 基于径向分离式介质加载波导的高功率太赫兹辐射源 |
| 3.2.1 径向分离式介质加载波导的色散关系 |
| 3.2.2 在径向分离式介质加载波导中的高功率尾场模拟分析 |
| 3.2.3 径向分离式介质加载波导的固定以及影响 |
| 3.3 基于taper型分离式介质加载波导的高梯度太赫兹尾场 |
| 3.3.1 分离层的作用与taper型分离式介质加载波导 |
| 3.3.2 负向taper型介质加载波导尾场分析 |
| 3.4 本章小结 |
| 第4章 低衍射尾场辐射馈出以及光腔内场传播振荡研究 |
| 4.1 尾场馈出的衍射问题以及常用解决方法 |
| 4.1.1 影响波导端口尾场衍射的因素 |
| 4.1.2 减少衍射能量损失的常用方法 |
| 4.2 低衍射太赫兹尾场的馈出与传播研究 |
| 4.2.1 双层介质波导中扩展层对模式稳定的作用 |
| 4.2.2 低衍射介质加载波导对衍射发散角的抑制作用 |
| 4.2.3 尾场辐射的传播与能量收集 |
| 4.3 尾场在开放式光腔中的振荡研究 |
| 4.3.1 光学谐振腔中场的传播 |
| 4.3.2 尾场馈入光腔后的场分析 |
| 4.4 本章小结 |
| 第5章 太赫兹尾场相关的数值方法研究 |
| 5.1 半解析式快速PIC数值计算 |
| 5.1.1 常用的电磁场数值计算方法的简单介绍 |
| 5.1.2 一维半解析式快速PIC数值模拟方法 |
| 5.1.3 快速PIC数值计算方法的高维扩展 |
| 5.2 快速PIC数值计算交互界面的搭建 |
| 5.2.1 基于python常用的交互界面(GUI)搭建方法 |
| 5.2.2 程序功能介绍与使用 |
| 5.2.3 现存的部分问题和未来改进的方向 |
| 5.3 太赫兹尾场传播的数值方法 |
| 5.3.1 常用的太赫兹光学元件以及数学简化方法 |
| 5.3.2 光路传输示例 |
| 5.4 本章小结 |
| 第6章 太赫兹尾场自由电子激光实验的设计与筹备 |
| 6.1 高次谐波型太赫兹尾场自由电子激光介绍 |
| 6.1.1 高次谐波型太赫兹尾场自由电子激光原理 |
| 6.1.2 高次谐波型太赫兹尾场自由电子激光实验介绍 |
| 6.2 热阴极电子枪的设计与测试 |
| 6.2.1 电子枪设计 |
| 6.2.2 电子枪的老炼与测试 |
| 6.3 束流传输与尾场激发 |
| 6.3.1 螺线管线圈测试与束流传输 |
| 6.3.2 介质加载波导的参数与尾场计算 |
| 6.4 太赫兹场的探测 |
| 6.4.1 太赫兹场的常用探测手段 |
| 6.4.2 太赫兹场的传输光路设计 |
| 6.5 本章小结 |
| 第7章 总结与展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 在读期间发表的学术论文与取得的研究成果 |
（8）基于连续域束缚态模式的纳米激光研究（论文提纲范文）
| 中文摘要 |
| Abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 引言 |
| 1.2 纳米激光 |
| 1.2.1 表面等离激元纳米激光器 |
| 1.2.2 光子晶体激光器 |
| 1.2.3 纳米线激光器 |
| 1.3 连续域束缚态 |
| 1.3.1 基于对称性或可分离性的束缚态 |
| 1.3.2 可通过参数化调谐的束缚态 |
| 1.4 连续域束缚态的应用 |
| 1.4.1 连续域束缚态在超声波装置中的应用 |
| 1.4.2 连续域束缚态在光子和光学领域的应用 |
| 1.5 本论文研究目的和主要研究内容 |
| 第二章 数值模拟方法 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 有限元法 |
| 2.3 时域有限差分法 |
| 2.4 模拟计算软件介绍 |
| 2.5 总结 |
| 第三章 基于全介电偏心纳米环准BIC的低阈值可控纳米激光 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 基于准BIC纳米激光的研究近况 |
| 3.3 数值模拟模型 |
| 3.4 偏心纳米环的光谱特性 |
| 3.5 偏心纳米环的纳米激光特性 |
| 3.6 基于硅制偏心纳米环准BIC的纳米激光研究 |
| 3.7 总结 |
| 第四章 全介电偏心纳米球结构的准BIC研究 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 数值模拟模型 |
| 4.3 偏心纳米球阵列的光谱特性 |
| 4.4 偏心纳米球阵列的激光特性 |
| 4.5 总结 |
| 第五章 总结与展望 |
| 5.1 研究成果与创新点 |
| 5.2 进一步展开的工作 |
| 参考文献 |
| 在学期间所取得的科研成果 |
| 致谢 |
（9）基于神经网络方法的数值格林函数计算（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 研究工作背景与意义 |
| 1.2 国内外研究现状 |
| 1.2.1 数值格林函数研究现状 |
| 1.2.2 计算电磁学中神经网络的应用 |
| 1.2.3 神经网络在求解数值格林函数中的应用 |
| 1.3 本论文主要贡献及结构安排 |
| 第二章 基于全连接神经网络的经典数值格林函数计算 |
| 2.1 数值格林函数简介 |
| 2.1.1 数值格林函数定义 |
| 2.1.2 数值格林函数的传统求解方法 |
| 2.2 神经网络简介 |
| 2.2.1 机器学习 |
| 2.2.2 人工神经网络 |
| 2.3 基于全连接神经网络的经典数值格林函数计算 |
| 2.3.1 问题描述 |
| 2.3.2 全连接神经网络超参数 |
| 2.3.3 输入与输出 |
| 2.3.4 损失函数 |
| 2.3.5 数据集构建 |
| 2.3.6 结果分析 |
| 2.4 本章小结 |
| 第三章 神经网络加速的数值格林函数 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 二维散射问题描述 |
| 3.3 提取数值格林函数散射部分 |
| 3.4 构建数据集 |
| 3.5 神经网络架构 |
| 3.6 利用神经网络加速的数值格林函数求解散射问题 |
| 3.7 算例与结果分析 |
| 3.8 本章小结 |
| 第四章 基于多层快速多极子架构的卷积神经网络 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 由多层快速多极子算法确定卷积神经网络超参数 |
| 4.2.1 多极聚合相关的卷积操作 |
| 4.2.2 多极配置相关的卷积操作 |
| 4.2.3 多极转移相关的卷积操作 |
| 4.2.4 最高层多极展开与部分场展开对应的卷积操作 |
| 4.3 复数卷积神经网络 |
| 4.3.1 复数卷积层 |
| 4.3.2 复数激活函数 |
| 4.3.3 复数损失函数 |
| 4.4 数值算例 |
| 4.4.1 网络待训练参数与数据集结构分析 |
| 4.4.2 数值结果 |
| 4.5 本章小结 |
| 第五章 总结与展望 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
| 攻读硕士学位期间取得的成果 |
（10）基于时域间断伽辽金方法的多尺度电磁问题研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 研究背景与意义 |
| 1.2 计算电磁学发展历史与研究现状 |
| 1.2.1 基于有限元算法的模型降阶技术 |
| 1.2.2 常用的时域电磁算法 |
| 1.2.3 杂交间断伽辽金算法 |
| 1.3 本文的主要工作与创新 |
| 1.4 本论文的结构安排 |
| 第二章 基于模型降阶的快速扫频研究 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 电磁场有限元方法理论 |
| 2.2.1 矢量有限元法的基本步骤 |
| 2.2.2 谐振腔本征分析 |
| 2.2.3 矩形波导的矢量有限元分析 |
| 2.3 模型降阶技术 |
| 2.3.1 系统方程 |
| 2.3.2 GAWE技术 |
| 2.3.2.1 矩匹配过程 |
| 2.3.2.2 GAWE的推导 |
| 2.3.3 改进的MGAWE技术 |
| 2.3.3.1 生成降阶子空间 |
| 2.3.3.2 自适应误差判定 |
| 2.3.3.3 自适应频带判定 |
| 2.4 数值仿真验证 |
| 2.4.1 谐振腔的本征值计算 |
| 2.4.2 T形波导的快速扫频 |
| 2.4.3 同轴窗的快速扫频 |
| 2.5 本章小结 |
| 第三章 基于标量叠层基函数的DGTD算法研究 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 电磁边值问题 |
| 3.2.1 Maxwell标准化形式 |
| 3.2.2 边界条件 |
| 3.3 符号说明 |
| 3.4 空间离散 |
| 3.4.1 标量叠层基函数 |
| 3.4.2 Galerkin弱形式 |
| 3.4.3 数值通量 |
| 3.4.4 半离散格式 |
| 3.4.5 边界处理 |
| 3.5 激励源的加入 |
| 3.5.1 常见激励源形式 |
| 3.5.2 DGTD加源技术 |
| 3.6 LFDG时间离散格式 |
| 3.7 稳定性分析 |
| 3.7.1 CFL条件 |
| 3.7.2 数值收敛性 |
| 3.8 金属谐振腔数值验证 |
| 3.9 本章小结 |
| 第四章 时域杂交间断伽辽金的算法研究 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 电磁边值问题 |
| 4.3 符号说明 |
| 4.4 空间离散 |
| 4.4.1 标量叠层基函数 |
| 4.4.2 杂交量 |
| 4.4.3 半离散格式 |
| 4.5 全离散格式 |
| 4.5.1 CN时间离散格式 |
| 4.5.2 局部线性系统 |
| 4.5.3 全局线性系统 |
| 4.5.4 imHDGTD算法实现流程 |
| 4.6 矩阵求解技术 |
| 4.7 外加源项的处理 |
| 4.7.1 电流源 |
| 4.7.2 磁流源 |
| 4.8 数值分析与验证 |
| 4.8.1 金属谐振腔数值验证 |
| 4.8.2 平面波的传输问题 |
| 4.8.3 飞机的平面波散射 |
| 4.8.4 复合结构的局部源辐射 |
| 4.9 本章小结 |
| 第五章 显隐ex-imHDGTD的时域混合算法研究 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 显隐算法基本理论 |
| 5.2.1 粗网格上的半离散格式 |
| 5.2.2 细网格上的半离散格式 |
| 5.2.3 显隐时间迭代格式 |
| 5.3 总场散射场格式 |
| 5.3.1 粗网格上的TFSF格式 |
| 5.3.2 细网格上的TFSF格式 |
| 5.4 UPML边界及波导应用 |
| 5.4.1 波导模型 |
| 5.4.2 imHDGTD算法的波导求解技术 |
| 5.4.3 S参数的计算 |
| 5.5 数值结果与分析 |
| 5.5.1 平面波的传输问题 |
| 5.5.2 飞机的平面波散射 |
| 5.5.3 波导应用 |
| 5.5.3.1 T形波导 |
| 5.5.3.2 切比雪夫阻抗变换器 |
| 5.5.3.3 非均匀介质滤波器 |
| 5.6 本章小结 |
| 第六章 全文总结与展望 |
| 6.1 全文总结 |
| 6.2 下一步工作展望 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
| 攻读博士学位期间取得的成果 |
四、点离散求解电磁场边值问题应用软件的实现（论文参考文献）
- [1]适用于多频、宽带微型能量收集器整流天线的分析与优化设计[D]. 傅雨荷. 浙江大学, 2021(08)
- [2]气体填充式高频变压器的绝缘设计[D]. 张岩. 华北电力大学(北京), 2021
- [3]银蚁仿生结构传热和透波特性研究[D]. 刘明月. 中国科学院大学(中国科学院国家空间科学中心), 2021(01)
- [4]干式变压器多物理场耦合分析及温升建模研究[D]. 房森. 华北电力大学, 2021
- [5]多导体电场边界元精度分析及部分电容实验系统开发[D]. 王迪. 华北电力大学(北京), 2021(01)
- [6]含特异材料的光子晶体光纤传输模式计算[D]. 朱璇笛. 北京邮电大学, 2021(01)
- [7]基于加速器的太赫兹尾场辐射研究[D]. 姜世民. 中国科学技术大学, 2021(09)
- [8]基于连续域束缚态模式的纳米激光研究[D]. 毕伟林. 山东师范大学, 2021(12)
- [9]基于神经网络方法的数值格林函数计算[D]. 郝文曲. 电子科技大学, 2021(01)
- [10]基于时域间断伽辽金方法的多尺度电磁问题研究[D]. 李星. 电子科技大学, 2021(01)