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光波导上的石墨烯:模拟方法的比较
摘要: 最近,石墨烯等新型二维材料的独特性质彻底改变了多个科学技术领域。对包含石墨烯层的光子器件进行精确数值模拟需要采用新方法或改进现有方法。本文比较了单层石墨烯三种表征模型的计算结果:(1)具有有限表面复电导率的无限薄片模型;(2)呈现单轴各向异性复介电常数的有限厚度薄层模型;(3)无限小体积内的各向异性介电常数扰动模型。我们将严格色散方程的数值解相互对比,并与多种商用及自主开发软件包的计算结果进行对照。在适当条件下,所有方法得出的结果具有可比性。
关键词: 微扰法、体积法、光波导、石墨烯、边界条件法、数值模拟
更新于2025-09-23 15:21:01
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[2019年IEEE可持续电力与能源会议(iSPEC) - 中国北京 (2019.11.21-2019.11.23)] 2019年IEEE可持续电力与能源会议(iSPEC) - 分布式光伏接入电动汽车行业的负荷特性分析
摘要: 本通信中,采用快速傅里叶变换(FFT)技术加速了Rn?1,n = 0,1,2,...形式的基于微扰的电场积分方程计算。作为低频问题的有效解决方案,该微扰方法利用自由空间标量格林函数的泰勒展开式。然而需要求解多个频率阶次的阻抗矩阵,计算成本极高——尤其对于大规模问题。由于微扰核在均匀笛卡尔网格上仍保持托普利兹特性,结合基于拉格朗日插值的FFT可有效加速多次矩阵向量乘积运算。鉴于n≥1时高阶核的非奇异特性,无需进行任何近场修正。最终通过数值算例在迭代求解器中验证了所提方法的效率。
关键词: 微扰法、积分方程(IE)、快速傅里叶变换(FFT)、低频
更新于2025-09-19 17:13:59
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[2019年IEEE第三届先进信息管理、通信、电子与自动化控制会议(IMCEC) - 中国重庆(2019.10.11-2019.10.13)] 2019年IEEE第三届先进信息管理、通信、电子与自动化控制会议(IMCEC) - 基于模糊逻辑的光伏并网逆变器控制算法研究
摘要: 本通信中,采用快速傅里叶变换(FFT)技术加速了Rn?1,n = 0,1,2,...形式的基于微扰的电场积分方程计算。作为低频问题的有效解决方案,微扰方法利用自由空间标量格林函数的泰勒展开式。然而需要求解多个频率阶次的阻抗矩阵,计算成本极高,尤其对于大规模问题。由于微扰核在均匀笛卡尔网格上仍满足托普利兹特性,结合基于拉格朗日插值的FFT可有效加速多次矩阵向量乘积运算。鉴于n≥1时高阶核的非奇异特性,无需进行任何近场修正。最后通过数值算例在迭代求解器中验证了所提方法的效率。
关键词: 积分方程(IE)、微扰法、快速傅里叶变换(FFT)、低频
更新于2025-09-19 17:13:59
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[IEEE 2019年第四届机械、控制与计算机工程国际会议(ICMCCE) - 中国呼和浩特(2019.10.24-2019.10.26)] 2019年第四届机械、控制与计算机工程国际会议(ICMCCE) - 基于布谷鸟搜索算法的配电网分布式光伏消纳能力评估
摘要: 本通信中,采用快速傅里叶变换(FFT)技术加速了Rn?1,n = 0,1,2,...形式的基于微扰的电场积分方程计算。作为低频问题的有效解决方案,微扰法利用自由空间标量格林函数的泰勒展开。然而需求解多个频阶的阻抗矩阵,计算成本极高,尤其对于大规模问题。由于微扰核在均匀笛卡尔网格上仍满足托普利兹特性,结合基于拉格朗日插值的FFT可有效加速多次矩阵向量乘积运算。鉴于n≥1时高阶核的非奇异特性,无需进行任何近场修正。最终通过数值算例在迭代求解器中验证了所提方法的效率。
关键词: 微扰法、积分方程(IE)、快速傅里叶变换(FFT)、低频
更新于2025-09-19 17:13:59
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填充有饱和非线性介质层中的耦合电磁TE-TE波传播问题
摘要: 研究了非线性平面层中耦合电磁TE-TE波的传播问题。该层位于两个具有恒定介电常数的半空间之间,其内部介电常数呈现饱和非线性特性。该物理问题被转化为关于(非线性)常微分方程组的双参数非线性特征值问题。证明了该双参数特征值问题解的存在唯一性,并提出了求解该问题的迭代方法,同时证明了该迭代方法的收敛定理。
关键词: 波传播、微扰法、饱和非线性、平面非线性波导、麦克斯韦方程组
更新于2025-09-16 10:30:52
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[2019年IEEE国际天线与传播研讨会暨USNC-URSI无线电科学会议 - 美国佐治亚州亚特兰大市 (2019.7.7-2019.7.12)] 2019年IEEE国际天线与传播研讨会暨USNC-URSI无线电科学会议 - 利用双脊波导腔测量液晶介电常数
摘要: 液晶(LCs)因其电压可调的介电常数和损耗特性,被广泛应用于可重构微波器件中。为设计和研发相关材料与器件,需对液晶的复介电常数进行精确测量。本文提出采用双脊波导腔和谐振微扰法对液晶进行微波特性表征的方法。为实现宽带测试并使工作频率点均匀分布,引入多模技术,通过单个腔体选取6个模式(TE1,0,2n-1,n=1,2,3,4,5,6)在5-22 GHz范围内工作。此外,双脊波导腔中的样品加载区域更小,所需样品体积仅需约0.02毫升。研究测量了多种液晶:某商业混合液晶MM(默克公司),以及自主研发的具有大介电各向异性和低微波损耗特性的M1~M3液晶组合物。
关键词: 微扰法、液晶、复介电常数、多模态
更新于2025-09-11 14:15:04
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利用微扰理论计算矩形介质谐振器天线的谐振频率
摘要: 采用微扰法对水平和垂直微扰的矩形介质谐振器天线(RDRA)进行理论研究,计算其谐振频率。通过现有文献中的实验和仿真数据验证了所提方法的准确性,结果表明计算结果与已有数据高度吻合。与其他数值方法相比,该理论易于理解,且可通过较简单的方程实现。此外,微扰设计为天线提供了更大的灵活性,在调谐范围、增益及带宽控制方面相比未微扰的RDRA设计具有显著优势。
关键词: 介质谐振器天线,谐振频率,微扰法
更新于2025-09-04 15:30:14