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大型垂直极化EMP辐射波模拟器时域辐射近场的快速预估

朱湘琴, 吴伟, 贾伟, 蔡利兵

计算物理 2020, 37 (1): 97-106. DOI: 10.19596/j.cnki.1001-246x.7981

摘要（426）

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PDF （7297KB）（1098）

将二维轴对称柱坐标系中基于MPI平台的并行FDTD （MPI-FDTD）方法与基于基尔霍夫表面积分表达式（KSIR）的场变换相结合，实现"MPI-FDTD+MPI-KSIR"的混合并行技术，并应用于无电阻加载的大型垂直极化电磁脉冲（EMP）辐射波模拟器时域辐射近场的快速预估.验证算例所得辐射近场不仅与商用软件及并行FDTD的整体模拟符合很好，且与并行FDTD整体模拟相比可以节约80%的计算时间.给出并行加速比和并行效率的测试结果.该方法可用于其它大型垂直极化EMP辐射波模拟器时域辐射近场和辐射远场的快速预估.

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大型水平极化电磁脉冲有界波模拟器的并行模拟分析

朱湘琴, 吴伟, 张国伟, 蔡利兵

计算物理 2019, 36 (6): 691-698. DOI: 10.19596/j.cnki.1001-246x.7939

摘要（416）

HTML （1）

PDF （13052KB）（946）

采用将大地设置为均匀有耗介质，并用单轴完全匹配层（UPML）吸收边界截断的方式，对离散电阻加载的地面上方大型水平极化电磁脉冲（EMP）有界波模拟器的时域辐射场进行并行时域有限差分模拟.给出大地电导率和相对介电常数及模拟器圆锥的锥半径不同时模拟器辐射场的时域波形，分析三者对辐射场的影响，并给出模拟器内有10 m长的效应物时耦合场的时域波形.并行模拟时，计算网格总数达18亿.研究表明：大地相对介电常数和电导率越大，近地面测点接收到的地面反射作用越大；测点场的峰值受锥半径的影响最大，且随着锥半径的增大，同一水平面内的场也越不均匀；对地面上方1 m处的几个测点，其脉冲峰值及半高宽受地面反射及地面损耗的影响较大，而地面上方5 m处的几个测点则受地面影响较小；当效应物开孔位置位于模拟器场泄露一侧时耦合进入圆筒内的电磁波能量较多.

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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

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

摘要（286）

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PDF （15489KB）（1087）

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.

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高空电磁脉冲环境计算中的自洽方法

程引会, 李进玺, 马良, 郭景海, 赵墨, 吴伟

计算物理 2017, 34 (4): 403-408.

摘要（446）

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PDF （930KB）（1241）

高空电磁脉冲环境计算中包含自洽过程，康普顿电流既是产生电磁脉冲的源项，同时又受电场的影响.本文从一维模型出发，经过合理近似，推导出康普顿电流与本地电场之间的解析关系.利用等效电导率的概念，将该自洽过程加入到原有计算模型中.利用粒子模拟和时域有限差分方法，对推导出的康普顿电流和电场关系进行验证.最后给出一个考虑自洽过程的高空电磁脉冲算例.

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