结构/直角切割网格下时域有限体积法在计算电磁中的应用研究陈刚，高正红（西北工业大学航空学院，陕西西安710072）等典型完全导电目标的电磁散射问题。空间离散使用近似黎曼解构建网格通量，并针对二维结构网格、三维自适应直角切割网格分别给出重构方法，时间方向采用二步龙格库塔法。计算与理论、015ChtaaAcademicJournalElectronicPubli应用ShankaAil发展的近似黎曼解算法vi式。net考虑线性、各向同性媒质时，有如下本构方程D=eE（4））D为电位移矢量（C/m2）；H为磁场强度（A/m）；E为电场强度（V/m）；介电常数e和磁导率P均为标量常数，且波相速c=i/ye.用FVTD直接求解上对处，计算结束时间以设置在*远处的一个场点进入稳定状态为标准。
算例1为圆柱外形，ka=8（k为波数，a为圆柱半径）。~依次比较了TE波入射下表面电流和双站RCS值的计算结果与理论值，可见计算结果与级数解析解吻合很好。TM波也有很好结果，限于篇幅省略。
算例3是一个简单的应用。飞行器隐身技术算例2选取NACA0012翼型，它是实际工程常用外形，没有解析解。翼弦长为10A，TM波90*入射。给出O型计算网格示意图。是计算结果与时域有限差分结果的比较，可见两者在峰值处吻合良好。算例1，算例2充分验证了算法的高精度特点。
较为明显。为对NACA0012翼型前缘进行修形，考察了修形对目标散射特性的影响。翼型弦长15TE波前缘入射，180*为后向散射。
由图可知，前缘修形变尖后，散射能量进行了重新分布，后向散射强度降低4 ~6dB，而两侧强度增大，离修形较远的前向则基本不受影响。TM波结果一样，不再赘述。
算例4选择球体外形。1~2给出电尺寸ka分别取值为3和2n时目标的雷达散射截面（以Tra2归一化）计算值与级数解的比较结果。
图中CE，TE分别为E观察平面上计算结果和理中，数值解与理论值吻合良好，初步验证三维求解器的可靠性。
面1（5入卜2210入处，刀遵汪率则取每波长42三维算例本文直角网格使用发展的基于复合叉树的自适应笛卡尔网格生成程序。该程序提供可视界面，在手动划定立方体、球体、（斜）柱体等加密区域的基础上，同时引入物面、曲率和流场自适应等加密能力，并且拥有小网格融合能力，具有使用简单、网格疏密分布自如、物面分辨力高等优点。
0是计算三维目标使用的坐标系及2个观察平面定义示意图。电场矢量所在平面记为E平面，磁场矢量所在平面记为H平面。物面网格分辨率取每波长25~40网格，远场设在离目标表算例5选择边长分别为075A和15X的2个立方体外形（平面波垂直照射某个面），进一步验证算法的精度。3 ~4为E观察平面上的RCSs（以波长平方归一化）本文计算结果与测得数据以及矩量法的对比结果。由图可见，计算结果与实验数据比较接近，总体计算结果优于矩量法的结果。分析原因，两类方法均属于高精度计算方法，但具体计算时，由于物体表面及空间网格划分不同，对计算精度有一定的影响。
因此使用不同求解方法，需要对面元或网格划分予以仔细考虑。
5结算例6为考察直角网格的复杂甚至多体外形适应能力，选取双球外形。球体电尺寸ka=n两球心距离为2\沿轴排列。5为两层矩形区域和外形加密后生成的计算网格。6将计算结果与GMT方法、采用多块对接网格技术的FVTD方法以及矩量法做了比较。网格的不同对计算结果有一定的结论本文采用的FVTD算法以及建立的结构网格下二维目标和自适应直角切割网格下三维目标电磁散射求解器具有精度高、适应复杂外形能力强等特点。
