离散电阻加载的大型垂直极化EMP辐射波模拟器的并行FDTD模拟

doi:10.19596/j.cnki.1001-246x.7846

计算物理 ›› 2019, Vol. 36 ›› Issue (3): 349-356.DOI: 10.19596/j.cnki.1001-246x.7846

离散电阻加载的大型垂直极化EMP辐射波模拟器的并行FDTD模拟

朱湘琴, 陈再高, 吴伟, 马良, 程引会, 贾伟

西北核技术研究所强脉冲辐射环境模拟与效应国家重点实验室, 陕西西安 710024

收稿日期:2018-02-12 修回日期:2018-04-08 出版日期:2019-05-25 发布日期:2019-05-25
作者简介:朱湘琴(1978-),女,博士,副研究员,主要从事电磁环境及电磁脉冲模拟技术研究,E-mail:zhuxiangqin@nint.ac.cn
基金资助:
脉冲辐射环境模拟与效应国家重点实验室专项经费项目（SKLIPR1601Z）资助

Simulation of Large Vertically Polarized EMP Radiating Wave Simulator with Discrete Resistors Using Parallel FDTD Method

ZHU Xiangqin, CHEN Zaigao, WU Wei, MA Liang, CHENG Yinhui, JIA Wei

State Key Laboratory of Intense Pulsed Radiation Simulation and Effect, Northwest Institute of Nuclear Technology, Xi'an 710024, China

Received:2018-02-12 Revised:2018-04-08 Online:2019-05-25 Published:2019-05-25

摘要/Abstract

摘要： 将电阻设置为跨网格有耗介质，进行离散电阻加载的大型垂直极化电磁脉冲（EMP）辐射波模拟器时域场的并行FDTD模拟.给出不同离散电阻加载方式下模拟器辐射场的时域波形，分析离散电阻加载对模拟器辐射场的影响，并给出离散电阻加载的模拟器有圆筒效应物时的时域波形.结果表明：电阻加载能有效减小模拟器顶端的电流反射，从而改善辐射场的时域波形，但电阻加载也可能会导致模拟器辐射性能的降低；当效应物开孔所在的侧面靠近模拟器且与模拟器极化方向平行时耦合进入圆筒内的电磁波能量较多.计算方法具有通用性，可用于进行离散电阻加载的其它大型垂直极化EMP辐射波模拟器时域场的模拟，包括导电地面存在且有效应物存在时的时域耦合场的模拟.

关键词: 离散电阻, 跨网格, 电磁脉冲, 辐射波模拟器, FDTD

Abstract: Parallel FDTD method, by setting resistors as lossy media across grids, is used in time-domain simulation of large vertically polarized electromagnetic pulse(EMP) radiating-wave simulator with discrete resistors. Radiation fields in time-domain with different load-type of discrete resistors are given. Effect of different resistor load is shown. Electric fields in time domain of simulator with discrete resistors and a cylinder effector are presented. It shows that loading discrete resistors improve effectively waveform of radiated electric fields by reducing reflection from simulator's top. However, radiation performance may be weaken as simulators with resistors load. Energy entering into the effector through a square hole is much as the side with hole is near to simulator and parallel with polarized orientation of simulator. The method has general application, and can be used in simulation of time-domain fields of other large vertically polarized EMP radiating-wave simulators with discrete resistors, including simulation of coupling fields as the ground and effectors existing.

Key words: discrete resistor, across grids, electromagnetic pulse, radiating-wave simulator, finite-difference time domain

中图分类号:

TN011

朱湘琴, 陈再高, 吴伟, 马良, 程引会, 贾伟. 离散电阻加载的大型垂直极化EMP辐射波模拟器的并行FDTD模拟[J]. 计算物理, 2019, 36(3): 349-356.

ZHU Xiangqin, CHEN Zaigao, WU Wei, MA Liang, CHENG Yinhui, JIA Wei. Simulation of Large Vertically Polarized EMP Radiating Wave Simulator with Discrete Resistors Using Parallel FDTD Method[J]. CHINESE JOURNAL OF COMPUTATIONAL PHYSICS, 2019, 36(3): 349-356.

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