用于弹目交会目标电磁特性快速模拟的直接稀疏求解方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN114239239A(43)申请公布日2022.03.25(21)申请号202111429518.3(22)申请日2021.11.29(71)申请人电子科技大学地址611731四川省成都市高新区(西区)西源大道2006号(72)发明人何十全王俊午张钰(74)专利代理机构北京正华智诚专利代理事务所(普通合伙)11870代理人李梦蝶(51)Int.Cl.G06F30/20(2020.01)权利要求书2页说明书10页附图4页(54)发明名称用于弹目交会目标电磁特性快速模拟的直接稀疏求解方法(57)摘要本发明公开了一种用于弹目交会目标电磁特性快速模拟的直接稀疏求解方法，包括以下步骤：S1、建立仿真的目标几何模型；S2、对目标几何模型进行非共形网格剖分，得到离散后的目标网格模型；S3、根据离散后的目标网格模型，建立IEDG离散后的阻抗矩阵；S4、对IEDG离散后的阻抗矩阵进行稀疏化和压缩存储处理，得到多级稀疏矩阵方程；S5、采用叠层LU分解算法对多级稀疏矩阵方程进行求解，得到目标电磁特性；本发明解决了弹目交会目标包含精细结构等多尺度问题及复杂材料时一体化剖分困难且容易生成病态矩阵，导致求解效率低下，以及弹目交会产生的多右端项问题采用迭代方法求解时每一个右端项都需要重新启动计算的问题。CN114239239ACN114239239A权利要求书1/2页1.一种用于弹目交会目标电磁特性快速模拟的直接稀疏求解方法，其特征在于，包括以下步骤：S1、根据弹目交会目标的位置和材料属性，建立仿真的目标几何模型；S2、设定仿真参数，对目标几何模型进行非共形网格剖分，得到离散后的目标网格模型；S3、根据离散后的目标网格模型，建立IEDG离散后的阻抗矩阵；S4、对IEDG离散后的阻抗矩阵进行稀疏化和压缩存储处理，得到多级稀疏矩阵方程；S5、采用叠层LU分解算法对多级稀疏矩阵方程进行求解，得到目标电磁特性。2.根据权利要求1所述的用于弹目交会目标电磁特性快速模拟的直接稀疏求解方法，其特征在于，所述步骤S2中仿真参数包括：仿真频率和目标电磁特性求解的参数；所述目标电磁特性求解的参数包括：球坐标系下的入射角度的俯仰角θ的范围和间隔，入射角度的方位角φ的范围和间隔，入射波幅度，以及极化方式。3.根据权利要求1所述的用于弹目交会目标电磁特性快速模拟的直接稀疏求解方法，其特征在于，所述步骤S3包括以下分步骤：S31、将离散后的目标网格模型划分为多个独立的子域；S32、在目标网格模型的子域内网格定义RWG基函数，在目标网格模型的子域交界处网格定义单极基函数；S33、根据RWG基函数和单极基函数，建立内罚方程来约束子域中的电流分布，得到IEDG离散后的阻抗矩阵。4.根据权利要求1所述的用于弹目交会目标电磁特性快速模拟的直接稀疏求解方法，其特征在于，所述步骤S3的IEDG离散后的阻抗矩阵为：IP1IP2(zij+α1z+α2z)Ij＝ViincVi＝<fi(r),E(r)>IP1IP2其中，Zij为子域Ωi和子域Ωj的耦合矩阵，α1、α2为权重系数，Z、Z为内罚项矩阵，Ij为子域Ωj的电流系数，Vi为子域Ωi的激励向量，r为观测点，r′为源点，k0为自由空间波数，η0为自由空间波阻抗，fi()为子域Ωi的RWG基函数和单极基函数，fj()为子域Ωj的RWG基2CN114239239A权利要求书2/2页函数和单极基函数，G(r,r′)为标量格林函数，ds为子域Ωj的面微元，<,>为内积运算，为两个矢量或者标量函数在Ωi的内积，为子域Ωi的单位切向矢量，为子域Ωj的单位切向矢量，li为子域Ωi的边界，lj为子域Ωj的边界，为场点哈密顿算子，为源点哈密顿inc算子，N为子域数量，ω为角频率，Jj(r′)为感应电流，E(r)为入射场，“·”为内积，i、j为子域的索引编号，为虚部符号。5.根据权利要求1所述的用于弹目交会目标电磁特性快速模拟的直接稀疏求解方法，其特征在于，所述步骤S4包括以下分步骤：S41、采用叠层矩阵算法对RWG基函数和单极基函数进行分组，得到基函数集合；S42、根据基函数集合之间的空间距离，建立阻抗矩阵的四叉树划分结构；S43、采用多层矩阵压缩算法MLMDA对四叉树划分结构中满足admissible条件的远场块进行压缩存储，得到多级稀疏矩阵方程。6.根据权利要求1所述的用于弹目交会目标电磁特性快速模拟的直接稀疏求解方法，其特征在于，将步骤S5中对多级稀疏矩阵方程进行求解过程中生成的L矩阵和U矩阵进行核外存储。7.根据权利要求1所述的用于弹目交会目标电磁特性快速模拟的直接稀疏求解方法，其特征在于，所述步骤S5包括以下分步骤：S51、对多级稀疏矩阵方程进行多级LU分解，得到压缩存储的多级LU矩