基于FDTD的海洋無線電磁法極低頻-超低頻電磁波傳播的仿真研究.pdf

1、本文采用了時(shí)域有限差分（Finite Difference Time Domain，F(xiàn)DTD）方法和經(jīng)緯度劃分的三維局部極低頻/超低頻（Extremely Low Frequency/Super Low Frequency，ELF/SLF）地球模型，運(yùn)用海洋無線電磁法（Wireless Electromagnetic Method，WEM）原理對局部地球—電離層系統(tǒng)進(jìn)行極低頻/超低頻電磁建模與分析。論文的創(chuàng)新點(diǎn)和主要研究工作如下：

2、>　　一．建立了經(jīng)緯度網(wǎng)格劃分的局部二維和三維地球模型，并采用實(shí)例仿真的方法驗(yàn)證了該模型的可靠性；推導(dǎo)了適用于局部經(jīng)緯度模型的各向異性介質(zhì)完全匹配層（Uniaxial Perfectly Matched Layer，UPML）吸收邊界迭代公式，并針對經(jīng)緯度模型進(jìn)行了相應(yīng)的改進(jìn)，使其具有了良好的吸收效果；通過無耗和有耗三維模型同時(shí)仿真計(jì)算實(shí)驗(yàn)，有效地驗(yàn)證了該改進(jìn)邊界的正確性；
　　二．在ELF/SLF的計(jì)算模型中引入了真實(shí)環(huán)境的地質(zhì)

3、學(xué)參數(shù)，對大陸架區(qū)域（如南海地區(qū)）進(jìn)行了局部仿真，得到了有等效意義的電磁波傳播仿真結(jié)果；同時(shí)采用WEM工程原理設(shè)置本模型，成功地仿真模擬了利用極低頻電磁波進(jìn)行海底資源勘探的觀測過程，獲得一系列有價(jià)值的結(jié)論；
　　三．為有效地研究ELF/SLF電磁波傳播，我們結(jié)合遺傳算法進(jìn)行反演研究。通過對本模型中的遺傳算法進(jìn)行相應(yīng)的修改和應(yīng)用，提出了一種三參數(shù)的反演方法。仿真實(shí)驗(yàn)表明遺傳算法的引入是完全可行的，其計(jì)算具有精確性并且提高了模型的實(shí)用