MOM 理论总述
一、原理:
矩量法的求解过程主要包括以下四个部分:
- 区域的离散;
- 基函数和权函数的选择;
- 阻抗元素的求解;
- 方程组的求解。
现有线性算子方程如下:
其中,为线性算子,
是已知函数(如激励源),
为未知函数(如电流)。
1、离散化过程
这一过程的主要目的在于将算子方程化为代数方程,其具体步骤如下:
<1>、在算子的定义域内,适当地选择一组基函数
,它们应该是线性无关的,
<2>、将未知函数表示为该组基函数的线性组合
<3>、将(2)带入(1),利用算子的线性,将算子方程化为代数方程
于是,求解的问题转化为求解
的系数
的问题。
2、使用权函数进行检验
<1>、在算子的定义域内,适当的选择一组权函数
,它们也应该彼此线性无关。
<2>、将与(3)取内积进行抽样检查,因为要确定
个未知数,需要进行
次抽样检查,因此有
基函数和权函数有很多种组合方式,常用的有加略金法:即选择 权函数等于基函数。
3、矩阵元素的求解
利用算子的线性,将(4)化为矩阵方程
将它写成矩阵形式
式中,
求解代数方程问题转化为求解矩阵方程的问题。
4、方程组的求解
在得到矩阵方程后,通过矩阵求逆或者求解线性方程组,边可得到矩阵方程的解
在将求得的展开系数代入(2)中,便得到原来算子方程式(1)的解
二、理想导体的表面积分方程
1、公式:
之前写过,直接给出结果:
即:
2、表面积分方程的求解
基函数选用基函数,检验过程采用加略金方法,即检验函数也为
基函数,理想导体表面
电流离散为:
其中,N 为未知数个数,即公共边个数;为基函数,即
基函数;
为待求电流系数。
导电目标表面的边界条件以及电流连续性方程:
,A为矢量磁位,
为标量电位
对其用对其两边做内积:
3、激励向量
在矩量法的求解过程中,需要引入激励源。对于散射问题的求解,激励场一般选用均匀平面波,其电场和磁场可以分别表示为:
带入上面的 求得激励向量。
三、奇异性处理
当场点和源点在同一三角形时,即,阻抗元素的计算存在奇异性,故不能直接进行数值计算,而必须先进行奇异性消除处理。
九点积分法:
如图所示,为对任意三角形上的九点积分法,将原始三角形分割为9个相同的子三角形。此时,被积函数可用每个子三角形上的中心值近似。因此,格林函数g在原始三角形上的积分可表示为:
其中, 为每个三角形
的中心点,
为三角形
的面积。