FDTD及其并行算法在粗糙面和目标复合电磁散射中的应用的开题报告.pdf

FDTD及其并行算法在粗糙面和目标复合电磁散射中

的应用的开题报告

尊敬的评委老师，您好！

本文要探讨的是FDTD（时域有限差分法）及其并行算法在粗糙面和

目标复合电磁散射中的应用。

时域有限差分法是一种计算电磁波传播的数值方法，它的优点是精

度高、适用范围广、易于实现，被广泛应用于电磁场计算和散射问题求

解。然而，FDTD也存在着实现复杂、计算量大、耗时长等问题，为了提

高计算效率，FDTD的并行算法应运而生，如基于MPI（消息传递接口）

的并行计算，以及基于GPU（图形处理器）的并行计算等。

近年来，随着科技的不断进步，越来越多的应用场景需要考虑电磁

波与不规则表面或目标的交互。比如雷达测量和成像等领域中，存在于

目标表面、内部或附近的复杂结构（如腐蚀、裂纹等）会对电磁波的散

射产生影响。因此，在研究电磁波-复杂结构的交互过程时，需要先对散

射问题进行数值模拟，以预测和优化电磁场的传播和散射。

本文的研究目的是在FDTD及其并行算法的基础上，探究电磁波在

粗糙面和目标复合体中的散射规律，并分析不规则结构对电磁波散射的

影响。具体地，本文将重点研究以下内容：

1.FDTD及其并行计算算法的原理和基本实现方法，为后续散射问

题的求解打下基础；

2.粗糙表面散射问题的模拟和分析，研究不同粗糙度下电磁波的反

射和漫反射特性；

3.目标散射问题的模拟和分析，考虑不同形状、大小、材料、朝向

等因素对散射特性的影响，探究复合结构的散射规律；

4.以上两个问题的综合研究，研究电磁波与复杂表面或目标的交互

过程。

本文的意义在于深入挖掘FDTD及其并行算法在复杂电磁场问题中

的应用，尤其是在散射问题中，为相关领域的研究提供参考和借鉴。同

时，本文也将为电磁场和计算物理等领域的研究或工程应用提供一些实

用的思路和方案。

以上就是本文的开题报告，欢迎评委老师审阅指正！