基于矩量法求解电磁问题的快速方法研究的任务书.docx

基于矩量法求解电磁问题的快速方法研究的任务书
任务书
一、选题背景与意义
在电磁场计算中，矩量法属于一种强大的电磁计算方法。矩量法通过将电荷或电流引入一定的基函数，得到普遍的电荷或电流分布函数以及电势和电场分布函数，从而对电磁场的分布进行计算。然而，传统的矩量法计算复杂度较高，在实际应用中存在计算速度慢和存储量大等缺点，影响了其在实际工程中的应用。
因此，通过研究基于矩量法求解电磁问题的快速方法，可以解决传统矩量法计算效率低的问题，提高计算速度和准确性，在电磁场计算和工程应用中具有重要的意义。
二、研究内容
1.研究矩量法的基本原理和数学模型，了解其在电磁场计算中的适用范围和限制条件。
2.分析传统矩量法计算效率低的原因，探究传统矩量法在计算过程中存在的主要问题和难点。
3.研究基于快速多极子方法的矩量法计算快速方法，分析该方法的理论基础和计算原理，探究其在电磁场问题计算中的应用。
4.设计基于矩量法的电磁计算算法，尝试优化矩量法计算模型中的一些关键流程，提高计算效率和精度。
5.分析和比较传统矩量法和基于快速多极子方法的矩量法计算结果，验证基于快速多极子方法的矩量法计算速度和精度的优势。
三、研究方法和步骤
1.文献资料法：通过查阅国内外文献、期刊和会议论文，系统调研和梳理基于矩量法的电磁场计算方法，了解矩量法的基本原理和发展历程，并分析传统矩量法存在的问题。
2.理论分析法：通过对矩量法的数学模型和计算原理进行深入分析，探究基于快速多极子方法的矩量法计算快速方法的理论基础和数学模型。
3.编程模拟法：将研究得到的基于矩量法的电磁计算算法和基于快速多极子方法的矩量法计算快速方法进行编程模拟，通过计算实验进行验证和比较，分析两种方法的计算速度和精度差异。
4.实验分析法：通过实际应用案例，对比传统矩量法和基于快速多极子方法的矩量法计算结果，进一步分析两种方法的优缺点和适用范围。
四、预期目标
1.系统全面地了解矩量法在电磁场计算中的应用，掌握矩量法的基本原理和技术特点。
2.分析和评估矩量法计算效率低的原因和问题，并研究解决方案。
3.开发基于快速多极子方法的矩量法计算快速方法，提高矩量法在电磁场计算中的计算速度和精度。
4.设计基于矩量法的电磁计算算法，尝试优化矩量法计算模型中的关键流程，进一步提高计算效率和精度。
5.分析和比较传统矩量法和基于快速多极子方法的矩量法计算结果，验证基于快速多极子方法的矩量法计算速度和精度的优势。
五、主要参考文献
1.邓北林.电磁场数值计算方法[M].西安交通大学出版社,2002.
2.张兴伟.基于多极子快速算法的矩量法程序设计[D].西南交通大学,2007.
3.PanMing.FastMultipoleMethodandItsApplication.JournalofComputationalAcoustics,2001,9(03):115-172.
4.ChuiCK.Introductiontoelectromagneticinversescattering[M].Academicpress,1990.
5.SatishG.Kandlikar,JeongBongKim.Applicationoffastmultipoleboundaryelementmethodtosteady-stateelectricfieldproblems,ComputationalMechanics.1996,18:114–122.