基于共轭梯度法和快速傅立叶变换的粗糙表面微动接触数值研究 被引量：2

1

作者 牛睿 万强 +1 位作者 靳凡 王战江 《计算力学学报》 CSCD 北大核心 2017年第3期312-321,共10页

实际工程表面多为粗糙表面,研究粗糙表面的表面形貌对微动接触中压力和应力的影响具有重要意义。本文研究接触过程中法向载荷保持不变,切向载荷为周期性的交变载荷。首先,建立接触算法和模型,算法核心是利用共轭梯度法CGM(Conjugate gra... 实际工程表面多为粗糙表面,研究粗糙表面的表面形貌对微动接触中压力和应力的影响具有重要意义。本文研究接触过程中法向载荷保持不变,切向载荷为周期性的交变载荷。首先,建立接触算法和模型,算法核心是利用共轭梯度法CGM(Conjugate gradient method)计算微动接触中的表面压力及切向应力并利用快速傅里叶变换FFT(Fast Fourier transform)加快计算速度。然后,对单峰表面、正弦表面和随机粗糙表面的接触进行数值研究。结果表明,表面幅值对切向载荷-位移曲线以及接触过程中的能量耗散有影响,表面幅值越大,相同切向载荷作用下产生的切向位移越大,能量耗散也越大。 展开更多

关键词 微动接触 粗糙表面 共轭梯度法 快速傅立叶变换 能量耗散

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计算电磁学中共轭梯度快速傅立叶变换方法的教学

2

作者 樊振宏 《内江科技》 2009年第8期19-19,共1页

快速计算技术与传统的计算方案比较起来,消耗的资源少而计算速度快。本文总结了作者在教学中的经验,由浅入深地介绍了最直接的一种快速方案——共轭梯度快速傅立叶变换(CGFFT)方法,并介绍了它在存储量与复杂度上的改进,从而让学生更好... 快速计算技术与传统的计算方案比较起来,消耗的资源少而计算速度快。本文总结了作者在教学中的经验,由浅入深地介绍了最直接的一种快速方案——共轭梯度快速傅立叶变换(CGFFT)方法,并介绍了它在存储量与复杂度上的改进,从而让学生更好地掌握计算电磁学中的快速分析方法。 展开更多

关键词 计算电磁学 共轭梯度 快速傅立叶变换

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预条件共轭梯度法在线天线阵列RCS分析中的应用 被引量：4

3

作者 周后型 童创明 洪伟 《应用科学学报》 CAS CSCD 2001年第2期145-148,共4页

为计算线天线阵列的雷达散射截面 ,用脉冲函数为基函数的 Galerkin法将线天线阵列的电场积分方程组转化为一个线性方程组 ,其系数矩阵是一个对称的二重复 Toeplitz矩阵 .用预条件共轭梯度法与快速傅里叶变换的组合算法求解该线性方程组 ... 为计算线天线阵列的雷达散射截面 ,用脉冲函数为基函数的 Galerkin法将线天线阵列的电场积分方程组转化为一个线性方程组 ,其系数矩阵是一个对称的二重复 Toeplitz矩阵 .用预条件共轭梯度法与快速傅里叶变换的组合算法求解该线性方程组 ,其中预条件器采用 T.Chan的循环预条件器的分块形式 .这样的处理方法降低了对计算机内存的需求 ,加快了迭代速度 。 展开更多

关键词 线天线阵列 雷达散射截面 预条件共轭梯度法 傅立叶变换 RCS分析 线性方程组 迭代速度

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基于分数阶傅立叶变换的湍流退化图像相位恢复算法研究 被引量：2

4

作者 曹东 金钢 +1 位作者 安涛 刘林岩 《空气动力学学报》 EI CSCD 北大核心 2010年第4期381-384,共4页

为克服气动光学效应对目标成像的影响,针对湍流导致的图像退化问题,将分数阶傅立叶变换引入到相位恢复算法中,由分数阶傅立叶域的幅值得到目标的自相关,进而转化为解相关问题的求解恢复目标图像。为改进解相关算法,采用最小二乘共轭梯... 为克服气动光学效应对目标成像的影响,针对湍流导致的图像退化问题,将分数阶傅立叶变换引入到相位恢复算法中,由分数阶傅立叶域的幅值得到目标的自相关,进而转化为解相关问题的求解恢复目标图像。为改进解相关算法,采用最小二乘共轭梯度法解高斯-牛顿方程,有效提高了算法的收敛速度和正确的收敛概率。仿真试验结果表明该算法对湍流退化具有较好复原能力。 展开更多

关键词 气动光学 湍流退化 分数阶傅立叶变换 相位恢复 最小二乘共轭梯度

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基于共轭梯度分解算法的电网谐波估计

5

作者 蒲小丽 王丽平 《计算机技术与发展》 2013年第2期202-206,共5页

快速准确地对电网信号的谐波进行检测与估计,对提高现代电力系统的工作效率有重要意义。传统的快速傅立叶变换(FFT)方法速度较快,但精度不高。近年来,很多学者将谐波估计归结为一个线性极小二乘问题,并用奇异值分解(SVD)算法求解。这类... 快速准确地对电网信号的谐波进行检测与估计,对提高现代电力系统的工作效率有重要意义。传统的快速傅立叶变换(FFT)方法速度较快,但精度不高。近年来,很多学者将谐波估计归结为一个线性极小二乘问题,并用奇异值分解(SVD)算法求解。这类方法虽然提高了精度,但奇异值分解的计算量较大,尤其大规模问题,不能达到"即时"的要求。文中基于共轭梯度分解(CGD)方法对电网中的信号进行谐波估计,不仅降低了SVD算法的计算量,同时提高了FFT的精度,并能应用到严重畸变的定期信号的估计上。初步实验结果验证了该方法的有效性。 展开更多

关键词 奇异值分解 共轭梯度分解 快速傅立叶变换 谐波估计 线性极小二乘方法

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利用CCGM-FFT解格林函数在近场光学中的应用 被引量：1

6

作者 马业万 简国树 +1 位作者 李岩 潘石 《激光杂志》 CAS CSCD 北大核心 2007年第2期41-43,共3页

利用共轭梯度法与快速傅立叶变换(CCGM-FFT)相结合的方法来研究近场多体散射问题。通过将求解的格林函数方程离散化,应用CCGM-FFT法来进行数值求解。由于CCGM减小了计算机内存,在CCGM迭代过程中矩阵与向量的乘积运算又采用了FFT算法,进... 利用共轭梯度法与快速傅立叶变换(CCGM-FFT)相结合的方法来研究近场多体散射问题。通过将求解的格林函数方程离散化,应用CCGM-FFT法来进行数值求解。由于CCGM减小了计算机内存,在CCGM迭代过程中矩阵与向量的乘积运算又采用了FFT算法,进而减少CPU的计算时间,因此可以有效的处理大尺寸三维目标的近场电磁散射。CCGM-FFT是一种有效的数值模拟方法,数值模拟结果为实验分析提供了参考。 展开更多

关键词 格林函数 近场光学 离散偶极子 共轭梯度法 快速傅立叶变换

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BCGs-FFT结合BP神经网络反演金属介质复合柱体目标参数 被引量：1

7

作者 张清河 邓小炼 《电子学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2010年第5期1217-1220,共4页

利用双共轭梯度-快速傅里叶变换方法(BCGs-FFT)结合BP神经网络技术研究了金属介质复合结构柱体目标的电磁逆散射问题.先用BCGs-FFT方法计算了复合结构目标的正散射问题,得到不同目标参数下的多个观测点上的散射电场,以此作为训练样本提... 利用双共轭梯度-快速傅里叶变换方法(BCGs-FFT)结合BP神经网络技术研究了金属介质复合结构柱体目标的电磁逆散射问题.先用BCGs-FFT方法计算了复合结构目标的正散射问题,得到不同目标参数下的多个观测点上的散射电场,以此作为训练样本提供给BP网络,经过适当的离线训练,再以新的散射电场作为网络的输入,实时重构了金属介质复合结构目标的几何、电磁参数.数值结果显示了该方法的有效性. 展开更多

关键词 复合结构 参数重构 双共轭梯度-快速傅里叶变换 BP神经网络

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三维磁各向异性目标电磁散射的MOM-CGM-FFT方法 被引量：4

8

作者 朱秀芹 耿友林 吴信宝 《微波学报》 CSCD 北大核心 2002年第3期7-13,共7页

本文给出了研究任意形状三维磁各向异性目标电磁散射问题的一种混合计算方法。该方法以磁场作为未知函数建立频域体积分 微分方程 ,使用脉冲基函数和点匹配函数的矩量法 (MOM)将之转化为线性代数方程组。在求解过程中应用共轭梯度法 (C... 本文给出了研究任意形状三维磁各向异性目标电磁散射问题的一种混合计算方法。该方法以磁场作为未知函数建立频域体积分 微分方程 ,使用脉冲基函数和点匹配函数的矩量法 (MOM)将之转化为线性代数方程组。在求解过程中应用共轭梯度法 (CGM)和快速傅立叶变换 (FFT)相结合的方法降低所需计算机内存和CPU时间。对均匀磁各向同性球的数值计算结果与相应Mie理论结果吻合较好。在此基础上给出了磁各向异性球和立方体的雷达散射截面。计算结果表明该计算方法兼容性强 ,是一种求解三维电磁散射问题的有效途径。 展开更多

关键词 磁各向异性 电磁散射 矩量法 共轭梯度法 快速傅立叶变换

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多模态图像匹配的FFT梯度相关算法

9

作者 咸艳霞 胡修兵 郑莉 《华中师范大学学报（自然科学版）》 CAS 北大核心 2015年第6期838-842,共5页

多模态图像匹配是各领域图像匹配研究中的一个热点和难点问题,特征的可重现探测和非线性优化搜索,分别是基于特征和基于区域的多模态图像匹配的瓶颈问题.将灰度图像转换为复数域的梯度图像,提出以复数平方图像实现的2倍梯度差角余弦作... 多模态图像匹配是各领域图像匹配研究中的一个热点和难点问题,特征的可重现探测和非线性优化搜索,分别是基于特征和基于区域的多模态图像匹配的瓶颈问题.将灰度图像转换为复数域的梯度图像,提出以复数平方图像实现的2倍梯度差角余弦作为相似性测度,提出FFT梯度相关算法,实现了多模态图像局部匹域的快速匹配,通过红外与可见光图像的匹配实验,验证了算法的有效性. 展开更多

关键词 多模态图像匹配 梯度相关 快速傅立叶变换 共轭复数 红外图像

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一种快速计算分层媒质中三维目标电磁散射的方法 被引量：2

10

作者 张云华 肖伯勋 朱国强 《武汉大学学报（理学版）》 CAS CSCD 北大核心 2007年第1期119-122,共4页

基于稳定双共轭梯度-快速傅立叶变换(BCGS-FFT)和离散复镜像方法(DCIM),快速求解了平面分层媒质中三维目标电磁散射.首先引入离散复镜像方法用以加速并矢格林函数的计算,并针对三维问题,采用了裂项计算并矢格林函数,进一步减少了时间需... 基于稳定双共轭梯度-快速傅立叶变换(BCGS-FFT)和离散复镜像方法(DCIM),快速求解了平面分层媒质中三维目标电磁散射.首先引入离散复镜像方法用以加速并矢格林函数的计算,并针对三维问题,采用了裂项计算并矢格林函数,进一步减少了时间需求.然后在离散积分方程中采用弱模式并矢格林函数,降低了积分方程的奇异性,加快了迭代算法的收敛.数值结果表明,本文方法计算耗时较改进前减少90%,适于电大尺寸问题的求解. 展开更多

关键词 电磁散射 共轭梯度-傅立叶变换 分层媒质 离散复镜像

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基于CGFFT和等效磁流法的天线近场测量方法研究 被引量：5

11

作者 周勇 郁佳婧 陈挺 《中国测试》 CAS 北大核心 2020年第1期18-23,共6页

近场测量是一种重要的天线测量方法,该文采用一种等效磁流法的平面天线近远场变换方法,根据近场平面上测量的电场分布计算天线口径面上的等效磁流分布,进而得到空间任意位置的天线辐射分布。首先由等效原理建立天线口径面与近场扫描面... 近场测量是一种重要的天线测量方法,该文采用一种等效磁流法的平面天线近远场变换方法,根据近场平面上测量的电场分布计算天线口径面上的等效磁流分布,进而得到空间任意位置的天线辐射分布。首先由等效原理建立天线口径面与近场扫描面的关系,得到表示近场与等效磁流的电场积分方程(EFIE)。通过矩量法(MOM)建立矩阵方程,引入共轭梯度(CG)法和迭代法求解;再利用快速傅里叶变换(FFT)法,提高运行速度;最后根据格林公式计算得到天线远场方向图。为降低矩阵运算的工作量,提升测试工作效率,只对与天线辐射传播方向两个正交平面上进行采样测量,得到相应的E面和H面方向图。最后通过仿真验证方法的可行性,结果表明,等效磁流法反演的天线方向图和实际方向图在主瓣附近110°范围内具有良好的一致性,可以应用于天线近场测量。 展开更多

关键词 近场-远场变换 平面近场测量 等效磁流法 共轭梯度法 快速傅里叶变换

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滤波截止频率对粗糙表面接触机理的影响 被引量：2

12

作者 孟凡明 胡元中 王惠 《机械工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2008年第10期104-107,共4页

使用基于快速傅里叶变换和共轭梯度法的扩展干接触程序,以及基于Greenwood和Williamson接触模型(G-W模型)的接触求解方法,分析滤波截止频率对粗糙表面接触机理的影响。结果表明,粗糙表面形貌数据再处理时使用的滤波器滤波截止频率,对力... 使用基于快速傅里叶变换和共轭梯度法的扩展干接触程序,以及基于Greenwood和Williamson接触模型(G-W模型)的接触求解方法,分析滤波截止频率对粗糙表面接触机理的影响。结果表明,粗糙表面形貌数据再处理时使用的滤波器滤波截止频率,对力-接近量关系有着明显的影响;G-W接触模型仅适用于波长较大的粗糙表面。因此,在G-W模型的各种应用中,应注意滤波截止频率对粗糙表面接触机理的影响。 展开更多

关键词 滤波截止频率 接触机理 力-接近量 扩展干接触程序 G-W模型 快速傅里叶变换 共轭梯度法

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温差影响下的局部滑移接触行为的研究 被引量：1

13

作者 杨阳 王凯模 +1 位作者 沈火明 王宇星 《应用数学和力学》 CSCD 北大核心 2023年第2期123-132,共10页

针对不同温度装配件间接触界面的局部滑移问题,建立了三维稳态热弹性局部滑移接触的半解析求解模型.基于热弹性理论与热传导方程,构建了半空间受热流载荷和力载荷作用下的频响函数并建立了相应的影响系数矩阵.借助离散卷积-快速Fourier... 针对不同温度装配件间接触界面的局部滑移问题,建立了三维稳态热弹性局部滑移接触的半解析求解模型.基于热弹性理论与热传导方程,构建了半空间受热流载荷和力载荷作用下的频响函数并建立了相应的影响系数矩阵.借助离散卷积-快速Fourier变换等数学工具,实现了针对高温压头与热弹性半空间局部滑移接触问题的高效求解.接触界面间的热量传递满足Fourier热传导定律,并且黏/滑状态由Coulomb定律确定.基于该半解析模型分析了不同荷载及温差对表面法向压力分布、摩擦力分布、刚体位移及接触区黏/滑演化行为的影响.研究结果表明,当法向荷载和切向荷载一定时,温差的上升会导致接触区域的减小,引起接触面法向压力及摩擦力的峰值增大,并且会显著影响黏着区与滑移区的分布情况. 展开更多

关键词 热弹性接触 局部滑移 半解析法 离散卷积-快速Fourier变换 共轭梯度法

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滤波截止频率对粗糙点接触机理影响研究

14

作者 孟凡明 王文中 +1 位作者 胡元中 王惠 《摩擦学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2009年第4期351-356,共6页

使用基于快速傅里叶变换和共轭梯度法的接触程序,分析了滤波截止频率对粗糙点接触机理的影响.计算结果表明:粗糙表面形貌数据再处理时使用的滤波器滤波截止频率,对力-接近量关系有着明显的影响;滤波截止频率越小,接触面积越大,接触压力... 使用基于快速傅里叶变换和共轭梯度法的接触程序,分析了滤波截止频率对粗糙点接触机理的影响.计算结果表明:粗糙表面形貌数据再处理时使用的滤波器滤波截止频率,对力-接近量关系有着明显的影响;滤波截止频率越小,接触面积越大,接触压力越小;滤波截止频率的改变会导致Von M ises应力的显著改变,这种改变在接触面上特别明显.因此,在实际研究粗糙表面的接触机理时,选择合适的滤波截止频率是非常必要的. 展开更多

关键词 滤波截止频率 接触面积 力-接近量 Von Mise应力 接触压力 快速傅里叶变换 共轭梯度法

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介质基片上导带TM散射的矩量法计算

15

作者 周后型 洪 伟 《微波学报》 CSCD 北大核心 2002年第1期23-28,共6页

用矩量法、预条件共轭梯度法和快速傅立叶变换相结合的混合技术来快速计算介质基片上导体带的TM散射。在这个问题的矩量法计算中，构造阻抗矩阵要耗费大量的CPU时间。这里着重考虑了缩短阻抗矩阵填充时间的方法，提出了按周期分段积分... 用矩量法、预条件共轭梯度法和快速傅立叶变换相结合的混合技术来快速计算介质基片上导体带的TM散射。在这个问题的矩量法计算中，构造阻抗矩阵要耗费大量的CPU时间。这里着重考虑了缩短阻抗矩阵填充时间的方法，提出了按周期分段积分法来处理所涉及的高振荡性Sommerfeld积分．使阻抗矩阵的填充时间大大缩短。 展开更多

关键词 导带 散射 预条件共轭梯度法 快速傅立叶变换 Sommerfeld积分

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一种有效电磁场散射数值计算方法

16

作者 吴兆旺 马业万 《安庆师范学院学报（自然科学版）》 2008年第4期49-52,共4页

文章主要介绍了一种有效的电磁场数值模拟计算方法,详细讨论了其针对均匀无限大和有界空间问题时快速算法的实现,与没有采用快速算法进行比较,数值结果表明,采用快速算法能有效地节约计算机内存,提高运算效率。最后数值模拟了样品的电... 文章主要介绍了一种有效的电磁场数值模拟计算方法,详细讨论了其针对均匀无限大和有界空间问题时快速算法的实现,与没有采用快速算法进行比较,数值结果表明,采用快速算法能有效地节约计算机内存,提高运算效率。最后数值模拟了样品的电磁散射并对结果进行了分析。 展开更多

关键词 电磁场散射 格林函数 共轭梯度法 快速傅立叶变换

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一种快速高效的二维超声CT成像的正演算法研究

17

作者 周剑扬 王峰 《福建电脑》 2013年第12期77-79,共3页

超声CT成像是采用散射场数据来重建物体内部结构的一种定量化的超声技术。本课题采用快速傅里叶变换(FFT)加速扩展波恩近似(EBA),进而基于EBA来预处理共轭梯度-快速傅里叶变换(CG-FFT)的方法来实现正演成像的过程。该算法是在传统超声... 超声CT成像是采用散射场数据来重建物体内部结构的一种定量化的超声技术。本课题采用快速傅里叶变换(FFT)加速扩展波恩近似(EBA),进而基于EBA来预处理共轭梯度-快速傅里叶变换(CG-FFT)的方法来实现正演成像的过程。该算法是在传统超声成像领域和商业超声软件中没有使用过的;同时,在保持同等计算精度的条件下,该算法对比传统超声成像正演算法具有速度更快等优点。 展开更多

关键词 超声 CT成像 扩展波恩近似(EBA) 共轭梯度-快速傅里叶变换法(CG-FFT) 正演问题

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基于等效磁流法的正交切片平面天线测量方法

18

作者 梁鑫 周勇 喻程 《电子设计工程》 2021年第18期1-5,共5页

基于等效磁流法,文中开展了平面天线近远场变换方法的研究。为了减少近场测量时长、提高近场测量效率,研究中只需天线E面和H面对应的两个正交近场切面的电场分布,根据电场积分方程(EFIE),利用矩量法(MOM)建立近场与等效磁流的矩阵方程... 基于等效磁流法,文中开展了平面天线近远场变换方法的研究。为了减少近场测量时长、提高近场测量效率,研究中只需天线E面和H面对应的两个正交近场切面的电场分布,根据电场积分方程(EFIE),利用矩量法(MOM)建立近场与等效磁流的矩阵方程。引入共轭梯度(CG)法,结合迭代法计算出待测天线口径面x方向和y方向的切片等效磁流分布,根据格林公式反演出相应的E面和H面远场方向图。经过前馈抛物反射面天线和螺旋天线的仿真验证,反射面天线E面和H面的反演结果吻合度分别达到120°和130°,螺旋天线E面和H面的反演结果吻合度分别为80°和100°,表明结果具有良好的一致性,可以应用于天线近场测量。 展开更多

关键词 近场-远场变换 等效磁流法 测量效率 共轭梯度法

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论介质与金属样品近场电磁场散射

19

作者 余梅引 马业万 《安庆师范学院学报（自然科学版）》 2008年第1期21-23,共3页

利用电磁场散射理论-格林函数法数值模拟近场电磁场散射问题,运用共轭梯度法与快速傅立叶变换法进行求解,数值模拟结果表明:对介质样品来说,TE波反映样品突变,TM波反映样品的形貌,且当大尺寸的样品时,电磁场的干涉效应很明显;对金属样... 利用电磁场散射理论-格林函数法数值模拟近场电磁场散射问题,运用共轭梯度法与快速傅立叶变换法进行求解,数值模拟结果表明:对介质样品来说,TE波反映样品突变,TM波反映样品的形貌,且当大尺寸的样品时,电磁场的干涉效应很明显;对金属样品来说,TE,TM波均表现为样品的突起,样品的形貌非常复杂,而且电磁场的场强沿Z轴增强很强,这点符合金属表面等离子共振现象。 展开更多

关键词 格林函数 复共轭梯度法—快速傅立叶变换 表面等离子共振

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用CCGM-FFT方法研究近场多体电磁散射

20

作者 马业万 张钰 《光电子．激光》 EI CAS CSCD 北大核心 2007年第12期1500-1503,共4页

采用电磁场理论方法研究近场光学成像问题,通过将Lippmann-Schwinger积分方程(LISE)离散化,应用复共轭梯度法与快速傅里叶变换(CCGM-FFT)相结合的方法进行数值求解。数值模拟结果表明,近场光学成像表现为一种复杂的电磁场干涉现象,电磁... 采用电磁场理论方法研究近场光学成像问题,通过将Lippmann-Schwinger积分方程(LISE)离散化,应用复共轭梯度法与快速傅里叶变换(CCGM-FFT)相结合的方法进行数值求解。数值模拟结果表明,近场光学成像表现为一种复杂的电磁场干涉现象,电磁场干涉的程度与样品的尺寸大小及样品间的间距有关,同时对采用P波和S波入射时所得出的样品形貌图像特点给予合理的解释,数值模拟的结果对实验分析具有参考价值。并且,与传统的矩量法(MOM)求解LSIE相比较,采用CCGM-FFT有效地节约了计算机的内存和CPU的运算时间。 展开更多

关键词 近场光学 Lippmann-Sehwinger积分方程(LSIE) 复共轭梯度法-快速傅里叶变换(CCGM-FFT) 电磁场干涉

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