高超声速飞行器电磁散射数值模拟及应用

高超声速出版工程
目录
丛书序
前言
第1章 高超声速飞行器的发展 1
1.1 高超声速飞行器特点/1
1.2 色散介质数值方法研究现状/4
第2章 高超声速飞行器等离子体特性分析 8
2.1 高超声速流动数值模拟/8
2.1.1 高超声速飞行器流场特性/8
2.1.2 RAMCII热化学非平衡下流场数值模拟/12
2.2 等离子体判据/19
2.2.1 等离子体判断依据/19
2.2.2 高超声速目标流场的等离子体特性/22
2.3 等离子体频率与等离子体碰撞频率/23
2.3.1 等离子体频率/23
2.3.2 碰撞频率/24
2.3.3 飞行场景对等离子体频率和等离子体碰撞频率的影响/29
2.4 等离子体中的电磁参数/30
2.4.1 等离子体的电介质特性/31
2.4.2 等离子体的导体特性/32
2.4.3 电磁波在等离子体中的传播特性/33
第3章 高超声速飞行器电磁散射的FDTD算法 41
3.1 FDTD算法的基本公式/42
3.1.1 激励源/45
3.1.2 吸收边界条件/48
3.1.3 近远场变换/51
3.1.4 等离子体FDTD算法/53
3.1.5 FDTD算法数值色散特性/57
3.1.6 等离子体FDTD（2，4）算法/68
3.2 磁化等离子体的FDTD算法/81
3.2.1 磁化等离子体的电流密度递归卷积方法/81
3.2.2 任意磁偏角的磁化等离子体算法/85
3.3 等离子体鞘套FDTD算法的稳定性及算法验证/89
3.3.1 算法的稳定性分析/89
3.3.2 FDTD算法验证/92
第4章 高超声速飞行器电大目标的并行FDTD计算 94
4.1 并行计算基础/94
4.1.1 并行计算简介/94
4.1.2 并行FDTD算法设计/96
4.2 并行FDTD算法实现过程/98
4.2.1 编程模式选择/98
4.2.2 虚拟拓扑结构建立/99
4.2.3 进程之间通信/100
4.2.4 进度同步与速率优化/101
4.3 FDTD并行计算的优化与精度分析/102
4.3.1 针对电大目标的计算优化程序/102
4.3.2 常规介质FDTD并行计算的验证/103
4.3.3 色散介质FDTD并行计算准确性/105
4.3.4 影响FDTD计算精度的因素/106
第5章 目标电磁建模及流场网格与电磁网格的耦合 109
5.1 基于实体模型的复杂目标电磁建模方法/109
5.1.1 FDTD网格剖分基本方法/109
5.1.2 基于八叉树的剖分方法的优化策略/111
5.2 基于三角面元的复杂目标电磁建模方法/115
5.2.1 基于三角面元的模型文件预处理/115
5.2.2 三角面元与射线相交检测/117
5.2.3 FDTD计算网格生成/124
5.3 FDTD共形网技术/128
5.3.1 网格“阶梯”近似误差/128
5.3.2 理想导体表面共形网格技术/129
5.3.3 介质表面共形网格技术/131
5.3.4 共形网格生成/133
5.4 FDTD网格模型检验与验证/136
5.4.1 基于AutoCAD的剖分模型重建/137
5.4.2 基于OpenGL的网格模型可视化/137
5.4.3 FDTD网格模型验证算例/138
5.5 流场网格与电磁网格的参量耦合/140
第6章 高超声速飞行器电磁散射特性分析 143
6.1 非磁化和磁化等离子体覆盖球锥的电磁散射/143
6.2 等离子体电磁参数对覆盖目标RCS的影响/146
6.3 高超声速飞行器RAMCII的电磁散射/148
6.4 等离子体覆盖电大目标并行计算分析/153
6.4.1 并行计算性能分析/153
6.4.2 基于高性能计算集群的并行FDTD计算/158
6.5 类HTV2高超声速飞行器电磁散射/162
参考文献 164