高超聲速飛行器電磁散射數(shù)值模擬及應用

高超聲速出版工程
目錄
叢書序
前言
第1章 高超聲速飛行器的發(fā)展 1
1.1 高超聲速飛行器特點/1
1.2 色散介質(zhì)數(shù)值方法研究現(xiàn)狀/4
第2章 高超聲速飛行器等離子體特性分析 8
2.1 高超聲速流動數(shù)值模擬/8
2.1.1 高超聲速飛行器流場特性/8
2.1.2 RAMCII熱化學非平衡下流場數(shù)值模擬/12
2.2 等離子體判據(jù)/19
2.2.1 等離子體判斷依據(jù)/19
2.2.2 高超聲速目標流場的等離子體特性/22
2.3 等離子體頻率與等離子體碰撞頻率/23
2.3.1 等離子體頻率/23
2.3.2 碰撞頻率/24
2.3.3 飛行場景對等離子體頻率和等離子體碰撞頻率的影響/29
2.4 等離子體中的電磁參數(shù)/30
2.4.1 等離子體的電介質(zhì)特性/31
2.4.2 等離子體的導體特性/32
2.4.3 電磁波在等離子體中的傳播特性/33
第3章 高超聲速飛行器電磁散射的FDTD算法 41
3.1 FDTD算法的基本公式/42
3.1.1 激勵源/45
3.1.2 吸收邊界條件/48
3.1.3 近遠場變換/51
3.1.4 等離子體FDTD算法/53
3.1.5 FDTD算法數(shù)值色散特性/57
3.1.6 等離子體FDTD（2，4）算法/68
3.2 磁化等離子體的FDTD算法/81
3.2.1 磁化等離子體的電流密度遞歸卷積方法/81
3.2.2 任意磁偏角的磁化等離子體算法/85
3.3 等離子體鞘套FDTD算法的穩(wěn)定性及算法驗證/89
3.3.1 算法的穩(wěn)定性分析/89
3.3.2 FDTD算法驗證/92
第4章 高超聲速飛行器電大目標的并行FDTD計算 94
4.1 并行計算基礎(chǔ)/94
4.1.1 并行計算簡介/94
4.1.2 并行FDTD算法設(shè)計/96
4.2 并行FDTD算法實現(xiàn)過程/98
4.2.1 編程模式選擇/98
4.2.2 虛擬拓撲結(jié)構(gòu)建立/99
4.2.3 進程之間通信/100
4.2.4 進度同步與速率優(yōu)化/101
4.3 FDTD并行計算的優(yōu)化與精度分析/102
4.3.1 針對電大目標的計算優(yōu)化程序/102
4.3.2 常規(guī)介質(zhì)FDTD并行計算的驗證/103
4.3.3 色散介質(zhì)FDTD并行計算準確性/105
4.3.4 影響FDTD計算精度的因素/106
第5章 目標電磁建模及流場網(wǎng)格與電磁網(wǎng)格的耦合 109
5.1 基于實體模型的復雜目標電磁建模方法/109
5.1.1 FDTD網(wǎng)格剖分基本方法/109
5.1.2 基于八叉樹的剖分方法的優(yōu)化策略/111
5.2 基于三角面元的復雜目標電磁建模方法/115
5.2.1 基于三角面元的模型文件預處理/115
5.2.2 三角面元與射線相交檢測/117
5.2.3 FDTD計算網(wǎng)格生成/124
5.3 FDTD共形網(wǎng)技術(shù)/128
5.3.1 網(wǎng)格“階梯”近似誤差/128
5.3.2 理想導體表面共形網(wǎng)格技術(shù)/129
5.3.3 介質(zhì)表面共形網(wǎng)格技術(shù)/131
5.3.4 共形網(wǎng)格生成/133
5.4 FDTD網(wǎng)格模型檢驗與驗證/136
5.4.1 基于AutoCAD的剖分模型重建/137
5.4.2 基于OpenGL的網(wǎng)格模型可視化/137
5.4.3 FDTD網(wǎng)格模型驗證算例/138
5.5 流場網(wǎng)格與電磁網(wǎng)格的參量耦合/140
第6章 高超聲速飛行器電磁散射特性分析 143
6.1 非磁化和磁化等離子體覆蓋球錐的電磁散射/143
6.2 等離子體電磁參數(shù)對覆蓋目標RCS的影響/146
6.3 高超聲速飛行器RAMCII的電磁散射/148
6.4 等離子體覆蓋電大目標并行計算分析/153
6.4.1 并行計算性能分析/153
6.4.2 基于高性能計算集群的并行FDTD計算/158
6.5 類HTV2高超聲速飛行器電磁散射/162
參考文獻 164