Solving EM Scattering From Complex Thin Dielectric/PEC Composite Targets by a VSIE-Based Method
Solving EM Scattering From Complex Thin Dielectric/PEC Composite Targets by a VSIE-Based Method
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通过基于 VSIE 的方法解决复杂薄电介质/PEC 复合目标的电磁散射问题
DOI：
10.1109/tap.2020.2969851
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发表时间：
2020-02
影响因子：
5.7
通讯作者：
Jun Hu
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
Xianjin Li;Lin Lei;Yongpin Chen;Ming Jiang;Ping-Hao Jia;Zhi Rong;Zaiping Nie;Jun Hu
提出了一种基于混合体积和表面积分方程（VSIE）的非共形和非重叠域分解方法（DDM），用于对复杂的薄介电/完美电导体（PEC）复合目标进行建模。为了减少薄电介质体的传统体积积分方程（VIE）的未知量，开发了改进的简化棱镜矢量（ISPV）基函数。通过使用基函数，可以将体积积分简化为面积分或线积分，从而显着减少模拟时间。棱镜网格还可以避免薄电介质的过度啮合问题。此外，它们可以与表面积分方程 (SIE) 中广泛使用的三角形网格完美匹配，从而确保简单且稳健的 VSIE 实现。接下来，为了提高几何建模的灵活性并加速所提出的用于电大型和多尺度复合目标的VSIE系统的收敛，进一步开发了DDM。在该DDM方案中，不连续伽辽金方法分别用于VIE和SIE，考虑相邻子域之间的共形/非共形体积网格和表面网格。此外，还引入了内部惩罚项来稳定 DDM 解。最后，对一些数值结果进行了考虑和分析，以表明该方案的有效性、效率和适用性。
A nonconformal and nonoverlapping domain decomposition method (DDM) based on hybrid volume and surface integral equation (VSIE) is presented for modeling complex thin dielectric/perfect electric conductor (PEC) composite targets. To reduce the unknown amount of the conventional volume integral equation (VIE) for thin dielectric bulks, the improved simplified prism vector (ISPV) basis function is developed. By using the basis function, the volume integrals can be simplified into surface integrals or line integrals, which significantly reduce the simulation time. Prism grids can also avoid the overmeshing problem for thin dielectrics. Moreover, they can be perfectly matched to the triangular meshes widely used in surface integral equation (SIE) hence assures a simple and robust VSIE implementation. Next, in order to increase the flexibility of geometrical modeling and accelerate the convergence of the presented VSIE system for electrically large and multiscale composite targets, a DDM is further developed. In this DDM scheme, discontinuous Galerkin approaches are, respectively, employed for VIE and SIE, accounting for conformal/nonconformal volume grids and surface grids between adjacent subdomains. In addition, an interior penalty term is introduced to stabilize the DDM solution. Finally, some numerical results are considered and analyzed to show the validity, efficiency, and applicability of the presented scheme.
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