电磁散射与电磁兼容分析中的高性能数值算法研究的开题报告.docx

电磁散射与电磁兼容分析中的高性能数值算法研究的开题报告 1. 研究背景与目的 在当今高科技发展的社会中，电子设备和通信系统越来越普及。但是，这些设备和系统本身也会产生电磁辐射和电磁敏感性，造成电磁干扰和兼容性问题。因此，电磁散射与电磁兼容分析成为了一个重要的研究领域。 电磁散射和电磁兼容问题的研究需要利用数值算法进行分析和求解。然而，传统的数值算法存在计算速度慢、内存占用高等问题，影响了算法的效率和应用范围。因此，本研究旨在探究高性能数值算法在电磁散射和电磁兼容分析中的应用，提高算法的效率和准确性。 2. 研究内容和方法 本研究将针对电磁散射和电磁兼容问题中常见的数值求解方法，开展高性能数值算法的研究和分析。具体研究内容和方法如下： (1) 电磁散射分析中的高性能数值算法研究 首先，将重点研究电磁波在复杂场景下的传播和散射问题，探究高性能数值算法在求解电磁场的过程中如何提高计算效率和准确性。具体研究方法包括有限元方法、边界元法、矩量法等。 (2) 电磁兼容分析中的高性能数值算法研究 其次，将重点研究电子设备和通信系统中的电磁兼容问题，包括电磁干扰源的分析、辐射和传输研究、电磁兼容性分析等。同时，探究高性能数值算法在分析和解决这类问题时的应用，如有限差分法、时域有限元法、时域边界积分法等。 (3) 数值算法的实现和验证 最后，将基于所研究的高性能数值算法，开展相应的数值模拟和实验验证。通过对比分析传统算法和高性能算法之间的差异，验证高性能算法的有效性和准确性。 3. 研究意义 (1) 高性能数值算法的研究为电磁散射和电磁兼容问题的分析和解决提供了新的思路和方法，将有助于提高算法的效率和准确性，推动相关领域的发展。 (2) 开发高性能数值算法有利于减少电子设备和通信系统中的电磁辐射和电磁干扰，提高设备和系统的可靠性和稳定性。 (3) 本研究将利用高性能计算平台完成大规模模拟和数据处理，进一步推动计算科学和高性能计算的发展。 4. 研究计划 (1) 第一年：研究电磁散射分析中的高性能数值算法，探究有限元方法和边界元法等算法的优化和改进。 (2) 第二年：研究电磁兼容分析中的高性能数值算法，重点探究有限差分法和时域有限元法等算法的应用。 (3) 第三年：基于高性能数值算法开展相应的数值模拟和实验验证，进一步验证算法的有效性和准确性。 (4) 第四年：总结研究成果，撰写学位论文并进行答辩。 5. 预期成果 (1) 提出针对电磁散射和电磁兼容分析中的高性能数值算法，优化传统算法； (2) 探究数值算法在电磁散射和电磁兼容分析中的应用，提高计算效率和准确性； (3) 验证高性能数值算法在电磁散射和电磁兼容分析中的有效性和准确性； (4) 发表1-2篇高影响力的国际期刊论文，并完成博士学位论文。