矩量法

矩量法:計算電磁學,是求解電磁場邊界值問題中一種行之有效的數值方法,其數學本質是一種求解線性方程的方法。

定義

矩量法是求解電磁場邊界值問題中一種行之有效的數值方法.
R. F. Harrington在《計算電磁場的矩量法》一書中對其原理及過程進行了詳盡的介紹.它所做的工作是將積分方程化為差分方程,或將積分方程中積分化為有限求和,從而建立代數方程組,故它的主要工作量是用計算機求解代數方程組.所以,在矩量法求解代數方程組過程中,矩陣規模的大小涉及到占用記憶體的多少,在很大程度上影響了計算的速度.如何儘可能的減少矩陣存儲量,成為加速矩量法計算的關鍵.

積分方程又分頻域和時域

頻域方法起步較早,發展也相對比較成熟,有對基函式方面的發展,有對阻抗矩陣的壓縮及預處理技術的發展,有對矩陣方程求解的加速改進方法,也有對頻域積分方程加以改進的。各種方法都各有其優點和缺點。 時域方法起步相對較晚,但在各個方面也都有所涉及,如導體的,介質的,有耗的,非均勻的,還有高階的,等等,然而,國內在時域方面做的還相對較少,對時域方法的改進也有待大家的努力!

後記

R.F.哈林登的《計算電磁場的矩量法》(國防工業出版社)這本書看了一下,其中1-3節引入了矩量法,我看了一下,矩量法數學本質是一種求解線性方程的方法。舉例,對於非齊次方程:L(f)=g,式中L是線性運算元,g為已知函式,f為未知函式。把f在L的定義域裡面展開,即變成一系列基函式fn(n=0,1,2...N,N的大小決定著計算結果的精度,項越多,精度就越高,就越逼近原函式),這裡的基函式是自己定義的,要求在L的定義域內即可;接下來再在L的值域內定義一個權函式或檢驗函式集合wn(n=0,1,2...N),其選擇或與基函式相同(伽略金法)或為狄拉克(Dirac)δ函式,具體我也沒怎么搞明白;之後還要定義一個內積式 ,對每個w取原方程的內積,這時,通過矩陣的運算即可解得此方程,得到f。對於每一個特定的問題,主要任務就是選擇fn和wn,它們的選擇決定了收斂的快慢,或者矩陣計算的難易,或者矩陣的大小等。

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