A Local Coupling Multitrace Domain Decomposition Method for Electromagnetic Scattering From Multilayered Dielectric Objects
A Local Coupling Multitrace Domain Decomposition Method for Electromagnetic Scattering From Multilayered Dielectric Objects
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多层介电物体电磁散射的局部耦合多迹域分解方法
DOI：
10.1109/tap.2020.2993116
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发表时间：
2020-06
影响因子：
5.7
通讯作者：
Jun Hu
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
Ran Zhao;Yongpin Chen;Xian-Ming Gu;Zhixiang Huang;Hakan Bagci;Jun Hu
在本文中，提出了一种基于表面积分方程（SIE）公式的局部耦合多迹域分解方法（LCMT-DDM）来分析多层介电物体的电磁散射。与传统的 SIE-DDM 不同，传统的 SIE-DDM 使用全局辐射耦合来解释子域之间的相互作用，而 LCMT-DDM 使用局部耦合方案。原始多层物体被分解为几个独立的域，即外部区域（自由空间）和许多均匀的内部区域（电介质）。子域的边界都是接触面，其中仅强制执行罗宾传输条件（RTC）以确保场连续性。因此，每个子域仅与其相邻区域耦合，这使得 DDM 系统成为高度稀疏矩阵，尤其是当子域数量很大时。在每个子域中，电介质的电场积分方程（EFIE）和磁场积分方程（MFIE）用作控制方程。通过施加 RTC，可以在每个子域中形成条件良好的方程，而无需调用组合场积分方程 (CFIE)，这通常会导致介电建模中的精度问题。由于子域矩阵是对角占优的，因此采用灵活的广义最小残差（FGMRES）技术来加速整个DDM系统的迭代求解。此外，提出了一种可以递归构造的有效预处理器。
In this article, a local coupling multitrace domain decomposition method (LCMT-DDM) based on surface integral equation (SIE) formulations is proposed to analyze electromagnetic scattering from multilayered dielectric objects. Different from the traditional SIE-DDM, where the interactions between subdomains are accounted for using global radiation coupling, LCMT-DDM uses a local coupling scheme. The original multilayered object is decomposed into several independent domains, i.e., the exterior region (free space) and many homogeneous interior regions (dielectrics). The boundaries of subdomains are all touching faces, where only the Robin transmission conditions (RTCs) are enforced to ensure the field continuity. Hence, each subdomain only couples with its neighboring regions, which makes the DDM system a highly sparse matrix, especially when the number of subdomains is large. In each subdomain, the electric-field integral equation (EFIE) and the magnetic-field integral equation (MFIE) for dielectrics are used as the governing equations. By imposing RTCs, well-conditioned equations are formed in each subdomain without invoking the combined-field integral equation (CFIE), which usually causes accuracy issues in dielectric modeling. Since the subdomain matrices are diagonally dominant, the flexible generalized minimal residual (FGMRES) technique is used to accelerate the iterative solution of the whole DDM system. Moreover, an effective preconditioner that can be recursively constructed is proposed.
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影响因子：
5.7
作者：
Cools, Kristof;Andriulli, Francesco P.;Michielssen, Eric
通讯作者：
Michielssen, Eric
影响因子：
5.7
作者：
RAO, SM;WILTON, DR;GLISSON, AW
通讯作者：
GLISSON, AW
DOI：
10.1016/j.jcp.2008.08.004
发表时间：
2008
期刊：
J. Comput. Phys.
影响因子：
--
作者：
Ö. Ergül;L. Gürel
通讯作者：
Ö. Ergül;L. Gürel
影响因子：
1.7
作者：
R. Hiptmair;C. Jerez-Hanckes
通讯作者：
R. Hiptmair;C. Jerez-Hanckes
DOI：
10.1364/josab.32.001780
发表时间：
2015-09
影响因子：
1.9
作者：
D. M. Solís;J. M. Taboada;Ó. Rubiños-López;F. Obelleiro
通讯作者：
D. M. Solís;J. M. Taboada;Ó. Rubiños-López;F. Obelleiro