宁夏大学学报论文格式规范要求是多少字数
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每个学历阶段都有不同的毕业论文字数要求,对于一般情况下,大专毕业生论文字数要求是最低的,一般要求在8000左右,本科毕业生论文字数要求较严格,一般要求在8000到15000之间,硕士生毕业生论文要求在20000到50000之间,博士生毕业论文由于高度的专业性,论文字数要求是最严格的,一般在50000字左右。不同的学校对于本科毕业论文的字数要求不同,一般非211、985学校的本科毕业论文字数在6000字——8000字左右,一些要求较高的专业或者重点院校则要求论文字数高达10000字左右或者以上。大多高校对毕业论文的要求,不同的高校对毕业论文的要求存在偏差,毕业论文要通过论文查重,单单满足毕业论文字数要求是不够,论文格式也是要正确的。除了字数要求之外,论文重复率也是重中之重,如果论文的字数符合学校的要求标准,但是内容基本上是全文抄袭的,那这篇论文也没有什么实质性的意义,也无法通过学校要求的重复率标准。对于普通的大学论文重复率一般需要控制在30%以上,而硕士论文的重复率需要控制到20%以下,博士论文的重复率要求10%,有的要求严格的高校,对论文重复率还要降低5%个点才能达标。
本科毕业论文字数5000-15000字之间,硕士毕业论文字数20000-50000字之间,博士毕业论文字数50000-150000字之间含博士后。毕业论文写作技巧第一条,先要围绕着论题去占有和选择材料。也就是说,当你的论题已经确定以后,第一,围绕着立论去占有材料,多多益善的去看。有的论题是来自老师已经拟订好的题目。有相当一部分学生是自己确立论题的,先积累材料,再有论点。一旦立论确立了以后,再回过头来去占有材料。在占有材料方面跟我《基础写作》里讲的有相通的地方。第一要占有材料,占有研究对象的真实的材料。比如你要研究某个作家,某个阶段的几部作品,就将这几部作品拿来进行深入细致的研读,进一步来确定自己的论点。如果你的论文是报告类的,不是纯理论性的,用实验报告、调查报告、总结的形式来写论文的,那么你的调查材料、实验材料也要占有。第二,要对研究对象的外延材料占有。比如你要研究的是作家作品的话,那么你就要对作家写作的背景材料,包括政治经济背景、文艺思潮背景等。还有作家谈自己创作的材料,还有他人已经研究过的材料等。有了这些材料,你就可以做到知人论世,可以使自己在研究当中尽量公允,不带偏见。所以,充分占有材料,也就使你的论据更充分。这样你将来的论证就会更加深广。第三,在有材料的基础上要选择材料。决不能只要有材料就统统拉进来。这是你们写论文常出现的问题。比如让你写一万字,你可能写到五六万字。象刚才那个学生一样,写出六万字,太丰富了。把握不住自己的时候,可以让老师来帮助你,告诉你哪些能用,哪些不能用。多占有材料总比没有材料写不出来要好,因为删总是好删的。在材料多的情况下,你就选更好的材料。
大学毕业论文格式要求及字体大小标准1、题目:应简洁、明确、有概括性,字数不宜超过20个字(不同院校可能要求不同)。2、摘要:要有高度的概括力,语言精练、明确,中文摘要约100—200字(不同院校可能要求不同);3、关键词:从论文标题或正文中挑选3~5个(不同院校可能要求不同)最能表达主要内容的词作为关键词。4、目录:写出目录,标明页码。5、正文:专科毕业论文正文字数一般应在3000字以上(不同院校可能要求不同)。毕业论文正文:包括前言、本论、结论三个部分。前言(引言)是论文的开头部分,主要说明论文写作的目的、现实意义、对所研究问题的认识,并提出论文的中心论点等。前言要写得简明扼要,篇幅不要太长。本论是毕业论文的主体,包括研究内容与方法、实验材料、实验结果与分析(讨论)等。在本部分要运用各方面的研究方法和实验结果,分析问题,论证观点,尽量反映出自己的科研能力和学术水平。结论是毕业论文的收尾部分,是围绕本论所作的结束语。其基本的要点就是总结全文,加深题意。6、谢辞:简述自己通过做毕业论文的体会,并应对指导教师和协助完成论文的有关人员表示谢意。7、参考文献:在毕业论文末尾要列出在论文中参考过的专著、论文及其他资料,所列参考文献应按文中参考或引证的先后顺序排列。8、注释:在论文写作过程中,有些问题需要在正文之外加以阐述和说明。9、附录:对于一些不宜放在正文中,但有参考价值的内容,可编入附录中。大学毕业生论文格式要求【字体、字号】毕业论文包括以下内容:封面、内容提要与关键词、目录、正文、注释、附录、参考文献。其中“附录”视具体情况安排,其余为必备项目。如果需要,可以在正文前加“引言”,在参考文献后加“后记”。各项目含义(1)封面封面由文头、论文标题、作者、学校名称、专业、年级、指导教师、日期等项内容组成。(2)内容提要与关键词内容提要是论文内容的概括性描述,应忠实于原文,字数控制在300字以内。关键词是从论文标题、内容提要或正文中提取的、能表现论文主题的、具有实质意义的词语,通常不超过7个。(3)目录列出论文正文的一二级标题名称及对应页码,附录、参考文献、后记等对应的页码。(4)正文正文是论文的主体部分,通常由绪论(引论)、本论、结论三个部分组成。这三部分在行文上可以不明确标示。(5)注释对所创造的名词术语的解释或对引文出处的说明,注释采用脚注形式。(6)附录附属于正文,对正文起补充说明作用的信息材料,可以是文字、表格、图形等形式。(7)参考文献作者在写作过程中使用过的文章、著作名录。毕业论文格式编排第一、纸型、页边距及装订线毕业论文一律用国家标准A4型纸(297mmX210mm)打印。页边距为:天头(上)30mm,地脚(下)25mm,订口(左)30mm,翻口(右)25mm。装订线在左边,距页边10mm。第二、版式与用字文字、图形一律从左至右横写横排,5倍行距。文字一律通栏编辑,使用规范的简化汉字。忌用繁体字、异体字等其他不规范字。第三、论文各部分的编排式样及字体字号(1)文头封面顶部居中,小二号行楷,顶行,居中。固定内容为“成都中医药大学本科毕业论文”。(2)论文标题小一号黑体。文头居中,按小一号字体上空一行。(如果加论文副标题,则要求:小二号黑体,紧挨正标题下居中,文字前加破折号)论文标题以下的行距为:固定值,40磅。(3)作者、学院名称、专业、年级、指导教师、日期项目名称用小三号黑体,后填写的内容处加下划线标明,8个汉字的长度,所填写的内容统一用三号楷体,各占一行,居中对齐。下空两行。(4)内容提要及关键词紧接封面后另起页,版式和字号按正文要求。其中,“内容提要”和 “:”黑体,内容用宋体。上空一行,段首空两格,回行顶格:“关键词”与 “内容提要”间隔两行,段首空两格。“关键词”和 “:” 用黑体,内容用宋体。关键词通常不超过七个,词间空一格。(5)目录另起页,项目名称用3号黑体,居中排列,上下各空一行;内容用小4号仿宋。(6)正文文字:另起页。(7)论文标题:用二号黑体加粗,居中排列,上空一行;下标明年级、专业、作者,作者姓名另起一行,四号楷体,居中排列;下空两行接正文。正文文字一般用小四号宋体,每段起首空两格,回行顶格,单倍行距。(8)正文文中标题一级标题,标题序号为“一、”与正文字号相同,黑体,独占行,末尾不加标点;二级标题,标题序号为“(二)”,与正文字体字号相同,独占行,末尾不加标点;三级以下标题序号分别为“”和(1),与正文字体字号相同。为避免与注释相互混淆,不可用“①”。可根据标题的长短确定是否独占行,若独占行,则末尾不使用标点,否则,标题后必须加句号。每级标题的下一级标题应各自连续编号。(9)注释:正文中加注之处右上角加数码,形式统一为“①”,同时在本页留出适当行数,用横线与正文分开,空两格后定出相应的注号,再写注文。注号以页为单位排序,每个注文各占一段,用小5号宋体。引用文章时,注文的顺序为:作者、文章标题、刊物名、某年第几期〈例如 : ①龚祥瑞:《论行政合理性原则》, 载《法学杂志》19xx年第1期。);引用著作时,注文的顺序为:作者、著作名称、出版者、某年第几版、页数 ( 例如:② [ 英 ] 威廉·韦德著:《行政法》,楚剑译,中国大百科全书出版社 19xx年版,第5页。)。(10)附录项目名称为小四号黑体,在正文后空两行空两格排印,内容编排参考“示范文本”。(11)参考文献项目名称用小四号黑体,在正文或附录后空两行顶格排印,另起行空两格用小四号宋体排印参考文献内容,具体编排方式同注释(参考的著作可不写第几页) 。(12)页码首页不编页码,从第二页起,居中编排。注:可能不同学校会有不同格式要求,具体看学校或者导师给的论文格式要求。
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自己上百度找,不过最好自己写,这里有一参考: 摘 要:介绍了电磁学计算方法的研究进展和状态,对几种富有代表性的算法做了介绍,并比较了各自的优势和不足,包括矩量法、有限元法、时域有限差分方法以及复射线方法等。 关键词:矩量法;有限元法;时域有限差分方法;复射线方法 1 引 言 1864年Maxwell在前人的理论(高斯定律、安培定律、法拉第定律和自由磁极不存在)和实验的基础上建立了统一的电磁场理论,并用数学模型揭示了自然界一切宏观电磁现象所遵循的普遍规律,这就是著名的Maxwell方程。在11种可分离变量坐标系求解Maxwell方程组或者其退化形式,最后得到解析解。这种方法可以得到问题的准确解,而且效率也比较高,但是适用范围太窄,只能求解具有规则边界的简单问题。对于不规则形状或者任意形状边界则需要比较高的数学技巧,甚至无法求得解析解。20世纪60年代以来,随着电子计算机技术的发展,一些电磁场的数值计算方法发展起来,并得到广泛地应用,相对于经典电磁理论而言,数值方法受边界形状的约束大为减少,可以解决各种类型的复杂问题。但各种数值计算方法都有优缺点,一个复杂的问题往往难以依靠一种单一方法解决,常需要将多种方法结合起来,互相取长补短,因此混和方法日益受到人们的重视。 本文综述了国内外计算电磁学的发展状况,对常用的电磁计算方法做了分类。 2 电磁场数值方法的分类 电磁学问题的数值求解方法可分为时域和频域2大类。频域技术主要有矩量法、有限差分方法等,频域技术发展得比较早,也比较成熟。时域法主要有时域差分技术。时域法的引入是基于计算效率的考虑,某些问题在时域中讨论起来计算量要小。例如求解目标对冲激脉冲的早期响应时,频域法必须在很大的带宽内进行多次采样计算,然后做傅里叶反变换才能求得解答,计算精度受到采样点的影响。若有非线性部分随时间变化,采用时域法更加直接。另外还有一些高频方法,如GTD,UTD和射线理论。 从求解方程的形式看,可以分为积分方程法(IE)和微分方程法(DE)。IE和DE相比,有如下特点:IE法的求解区域维数比DE法少一维,误差限于求解区域的边界,故精度高;IE法适合求无限域问题,DE法此时会遇到网格截断问题;IE法产生的矩阵是满的,阶数小,DE法所产生的是稀疏矩阵,但阶数大;IE法难以处理非均匀、非线性和时变媒质问题,DE法可直接用于这类问题〔1〕。 3 几种典型方法的介绍 有限元方法是在20世纪40年代被提出,在50年代用于飞机设计。后来这种方法得到发展并被非常广泛地应用于结构分析问题中。目前,作为广泛应用于工程和数学问题的一种通用方法,有限元法已非常著名。 有限元法是以变分原理为基础的一种数值计算方法。其定解问题为: 应用变分原理,把所要求解的边值问题转化为相应的变分问题,利用对区域D的剖分、插值,离散化变分问题为普通多元函数的极值问题,进而得到一组多元的代数方程组,求解代数方程组就可以得到所求边值问题的数值解。一般要经过如下步骤: ①给出与待求边值问题相应的泛函及其变分问题。 ②剖分场域D,并选出相应的插值函数。 ③将变分问题离散化为一种多元函数的极值问题,得到如下一组代数方程组: 其中:Kij为系数(刚度)矩阵;Xi为离散点的插值。 ④选择合适的代数解法解式(2),即可得到待求边值问题的数值解Xi(i=1,2,…,N) (2)矩量法 很多电磁场问题的分析都归结为这样一个算子方程〔2〕: L(f)=g(3)其中:L是线性算子,f是未知的场或其他响应,g是已知的源或激励。 在通常的情况下,这个方程是矢量方程(二维或三维的)。如果f能有方程解出,则是一个精确的解析解,大多数情况下,不能得到f的解析形式,只能通过数值方法进行预估。令f在L的定义域内被展开为某基函数系f1,f2,f3,…,fn的线性组合: 其中:an是展开系数,fn为展开函数或基函数。 对于精确解式(2)通畅是无限项之和,且形成一个基函数的完备集,对近似解,将式 (2)带入式(1),再应用算子L的线性,便可以得到: m=1,2,3,… 此方程组可写成矩阵形式f,以解出f。矩量法就是这样一种将算子方程转化为矩阵方程的一种离散方法。 在电磁散射问题中,散射体的特征尺度与波长之比是一个很重要的参数。他决定了具体应用矩量法的途径。如果目标特征尺度可以与波长比较,则可以采用一般的矩量法;如果目标很大而特征尺度又包括了一个很大的范围,那么就需要选择一个合适的离散方式和离散基函数。受计算机内存和计算速度影响,有些二维和三维问题用矩量法求解是非常困难的,因为计算的存储量通常与N2或者N3成正比(N为离散点数),而且离散后出现病态矩阵也是一个难以解决的问题。这时需要较高的数学技巧,如采用小波展开,选取合适的小波基函数来降维等〔3〕。 (3)时域有限差分方法 时域有限差分(FDTD)是电磁场的一种时域计算方法。传统上电磁场的计算主要是在频域上进行的,这些年以来,时域计算方法也越来越受到重视。他已在很多方面显示出独特的优越性,尤其是在解决有关非均匀介质、任意形状和复杂结构的散射体以及辐射系统的电磁问题中更加突出。FDTD法直接求解依赖时间变量的麦克斯韦旋度方程,利用二阶精度的中心差分近似把旋度方程中的微分算符直接转换为差分形式,这样达到在一定体积内和一段时间上对连续电磁场的数据取样压缩。电场和磁场分量在空间被交叉放置,这样保证在介质边界处切向场分量的连续条件自然得到满足。在笛卡儿坐标系电场和磁场分量在网格单元中的位置是每一磁场分量由4个电场分量包围着,反之亦然。 这种电磁场的空间放置方法符合法拉第定律和安培定律的自然几何结构。因此FDTD算法是计算机在数据存储空间中对连续的实际电磁波的传播过程在时间进程上进行数字模拟。而在每一个网格点上各场分量的新值均仅依赖于该点在同一时间步的值及在该点周围邻近点其他场前半个时间步的值。这正是电磁场的感应原理。这些关系构成FDTD法的基本算式,通过逐个时间步对模拟区域各网格点的计算,在执行到适当的时间步数后,即可获得所需要的结果。 在上述算法中,时间增量Δt和空间增量Δx,Δy和Δz不是相互独立的,他们的取值必须满足一定的关系,以避免数值不稳定。这种不稳定表现为在解显式 差分方程时随着时间步的继续计算结果也将无限制的67增加。为了保证数值稳定性必须满足数值稳定条件: 其中:(对非均匀区域,应选c的最大值)〔4〕。 用差分方法对麦克斯韦方程的数值计算还会在网格中引起所模拟波模的色散,即在FDTD网格中数字波模的传播速度将随波长、在网格中的传播方向以及离散化的情况而改变。这种色散将导致非物理原因引起的脉冲波形的畸变、人为的各向异性及虚拟的绕射等,因此必须考虑数值色散问题。如果在模拟空间中采用大小不同的网格或包含不同的介质区域,这时网格尺寸与波长之比将是位置的函数,在不同网格或介质的交界面处将出现非物理的绕射和反射现象,对此也应该进行定量的研究,以保证正确估计FDTD算法的精度。在开放问题中电磁场将占据无限大空间,而由于计算机内存总是有限的,只能模拟有限空间,因此差分网格在某处必将截断,这就要求在网格截断处不引起波的明显反射,使对外传播的波就像在无限大空间中传播一样。这就是在截断处设置吸收边界条件,使传播到截断处的波被边界吸收而不产生反射,当然不可能达到完全没有反射,目前已创立的一些吸收边界条件可达到精度上的要求,如Mur所导出的吸收边界条件。 (4)复射线方法 复射线是用于求解波场传播和散射问题的一种高频近似方法。他根据几何光学理论和几何绕射理论的分析方法和计算公式,在解析延拓的复空间中求解复射线轨迹和场的振幅和相位,从而直接得出局部不均匀波(凋落波)的传播和散射规律〔5〕。复射线方法是包括复射线追踪、复射线近轴近似、复射线展开以及复绕射线等处理技术在内的一系列处理方法的统称。其共同特点在于:通过将射线参考点坐标延拓到复空间而建立了一个简单而统一的实空间中波束/射线束(Bundle ofrays)分析模型;通过费马原理及其延拓,由基于复射线追踪或复射线近轴近似的处理技术,构造了射线光学架构下有效的鞍点场描述方法等。例如,复射线追踪法将射线光学中使用的射线追踪方法和场强计算公式直接地解析延拓到复空间,利用延拓后的复费马原理进行复射线搜索,从而求出复射线轨迹和复射线场。这一方法的特点在于可以基于射线光学方法有效地描述空间中波束的传播,因此,提供了一类分析波束传播的简便方法。其不足之处是对每一个给定的观察点必须进行一次二维或四维的复射线轨迹搜索,这是一个十分花费时间的计算机迭代过程。 4 几种方法的比较和进展 将有限元法移植到电磁工程领域还是二十世纪六七十年代的事情,他比较新颖。有限元法的优点是适用于具有复杂边界形状或边界条件、含有复杂媒质的定解问题。这种方法的各个环节可以实现标准化,得到通用的计算程序,而且有较高的计算精度。但是这种方法的计算程序复杂冗长,由于他是区域性解法,分割的元素数和节点数较多,导致需要的初始数据复杂繁多,最终得到的方程组的元数很大,这使得计算时间长,而且对计算机本身的存储也提出了要求。对电磁学中的许多问题,有限元产生的是带状(如果适当地给节点编号的话)、稀疏阵(许多矩阵元素是0)。但是单独采用有限元法只能解决开域问题。用有限元法进行数值分析的第一步是对目标的离散,多年来人们一直在研究这个问题,试图找到一种有效、方便的离散方法,但由于电磁场领域的特殊性,这个问题一直没有得到很好的解决。问题的关键在于一方面对复杂的结构,一般的剖分方法难于适用;另一方面,由于剖分的疏密与最终所形成的系数矩阵的存贮量密切相关,因而人们采用了许多方法来减少存储量,如多重网格法,但这些方法的实现较为困难〔6〕。 网格剖分与加密是有限元方法发展的瓶颈之一,采用自适应网格剖分和加密技术相对来说可以较好地解决这一问题。自适应网格剖分根据对场量分布求解后的结果对网格进行增加剖分密度的调整,在网格密集区采用高阶插值函数,以进一步提高精度,在场域分布变化剧烈区域,进行多次加密。 这些年有限元方法的发展日益加快,与其他理论相结合方面也有了新的进展,并取得了相当应用范围的成果,如自适应网格剖分、三维场建模求解、耦合问题、开域问题、高磁性材料及具有磁滞饱和非线性特性介质的处理等,还包括一些尚处于探索阶段的工作,如拟问题、人工智能和专家系统在电磁装置优化设计中的应用、边基有限元法等,这些都使得有限元方法的发展有了质的飞跃。 矩量法将连续方程离散化为代数方程组,既适用于求解微分方程,又适用于求解积分方程。他的求解过程简单,求解步骤统一,应用起来比较方便。然而 77他需要一定的数学技巧,如离散化的程度、基函数与权函数的选取,矩阵求解过程等。另外必须指出的是,矩量法可以达到所需要的精确度,解析部分简单,可计算量很大,即使用高速大容量计算机,计算任务也很繁重。矩量法在天线分析和电磁场散射问题中有比较广泛地应用,已成功用于天线和天线阵的辐射、散射问题、微带和有耗结构分析、非均匀地球上的传播及人体中电磁吸收等。 FDTD用有限差分式替代时域麦克斯韦旋度方程中的微分式,得到关于场分量的有限差分式,针对不同的研究对象,可在不同的坐标系中建模,因而具有这几个优点,容易对复杂媒体建模,通过一次时域分析计算,借助傅里叶变换可以得到整个同带范围内的频率响应;能够实时在现场的空间分布,精确模拟各种辐射体和散射体的辐射特性和散射特性;计算时间短。但是FDTD分析方法由于受到计算机存储容量的限制,其网格空间不能无限制的增加,造成FDTD方法不能适用于较大尺寸,也不能适用于细薄结构的媒质。因为这种细薄结构的最小尺寸比FDTD网格尺寸小很多,若用网格拟和这类细薄结构只能减小网格尺寸,而这必然导致计算机存储容量的加大。因此需要将FDTD与其他技术相结合,目前这种技术正蓬勃发展,如时域积分方程/FDTD方法,FDTD/MOM等。FDTD的应用范围也很广阔,诸如手持机辐射、天线、不同建筑物结构室内的电磁干扰特性研究、微带线等〔7〕。 复射线技术具有物理模型简单、数学处理方便、计算效率高等特点,在复杂目标散射特性分析等应用领域中有重要的研究价值。典型的处理方式是首先将入射平面波离散化为一组波束指向平行的复源点场,通过特定目标情形下的射线追踪、场强计算和叠加各射线场的贡献,可以得到特定观察位置处散射场的高频渐进解。目前已运用复射线分析方法对飞行器天线和天线罩(雷达舱)、(加吸波涂层)翼身结合部和进气道以及涂层的金属平板、角形反射器等典型目标散射特性进行了成功的分析。尽管复射线技术的计算误差可以通过参数调整得到控制,但其本身是一种高频近似计算方法,由于入射波场的离散和只引入鞍点贡献,带来了不可避免的计算误差。总的来说复射线方法在目标电磁散射领域还是具有独特的优势,尤其是对复 杂目标的处理。 5 结 语 电磁学的数值计算方法远远不止以上所举,还有边界元素法、格林函数法等,在具体问题中,应该采用不同的方法,而不应拘泥于这些方法,还可以把这些方法加以综合应用,以达到最佳效果。 电磁学的数值计算是一门计算的艺术,他横跨了多个学科,是数学理论、电磁理论和计算机的有机结合。原则上讲,从直流到光的宽频带范围都属于他的研究范围。为了跟上世界科技发展的需要,应大力进行电磁场的并行计算方法的研究,不断拓广他的应用领域,如生物电磁学、复杂媒质中的电磁正问题和逆问题、医学应用、微波遥感应用、非线性电磁学中的混沌与分叉、微电子学和纳米电子学等。 参考文献 〔1〕 文舸一.计算电磁学的进展与展望〔J〕.电子学报,1995,23(10):62- 〔2〕 刘圣民.电磁场的数值方法〔M〕.武汉:华中理工大学出版社,1991. 〔3〕 张成,郑宏兴.小波矩量法求解电磁场积分方程〔J〕.宁夏大学学报(自然科学版),2000,21(1):76- 〔4〕 王长清.时域有限差分(FD-TD)法〔J〕.微波学报,1989,(4):8- 〔5〕 阮颖诤.复射线理论及其应用〔M〕.成都:电子工业出版社,1991. 〔6〕 方静,汪文秉.有限元法和矩量法结合分析背腔天线的辐射特性〔J〕.微波学报,2000,16(2):139- 〔7〕 杨永侠,王翠玲.电磁场的FDTD分析方法〔J〕.现代电子技术,2001,(11):73- 〔8〕 洪伟.计算电磁学研究进展〔J〕.东南大学学RB (自然科学版),2002,32(3):335- 〔9〕 王长清,祝西里.电磁场计算中的时域有限差分法〔M〕.北京:北京大学出版社,1994. 〔10〕 楼仁海,符果行,袁敬闳.电磁理论〔M〕.成都:电子科技大学出版社,1996. 现代电子技术
1776年,在《国富论》中亚当·斯密以“每一个精明的家长都知道的格言”将绝对优势理论带入到了人们的视野,以此开创了比较优势理论的源头。他认为,如果按照各国绝对有利的生产条件来进行国际分工,会使得各国的资源得到有效利用并且在对外贸易中能处于优势地位。1817年大卫·李嘉图将相对比较优势理论放在了一个更加宏观理论系统中进行阐述。他认为比较优势就是不同的国家生产同一种产品的机会成本的差异,相对比较优势理论一般被认为是比较优势理论的起点,标志着国际贸易理论体系的建立,确定了其后国际贸易理论发展的方向,在国际贸易理论中占据着主流的地位。20世纪30年代赫克歇尔和他的学生俄林进一步扩展了比较优势学说。他们认为:各国要素禀赋不同是产生国际贸易的基本原因,一个国家应该出口相对充裕要素的产品,进口相对稀缺要素的产品。发展至此,要素禀赋理论与绝对优势学说、相对比较优势理论被称之为传统比较优势理论。之后萨缪尔进一步完善了赫克歇尔、俄林的要素禀赋理论,被称之为现代比较优势理论。其主要原则为“两利相权取其重,两弊相权取其轻”即集中生产并出口其具有“比较优势”的产品,进口其具有“比较劣势”的产品。
刊名:宁夏大学学报(自然科学版)出版地:宁夏回族自治区银川市语种: 中文;开本: 大16开ISSN:0253-2328CN: 64-1006/N历史沿革:现用刊名:宁夏大学学报(自然科学版)创刊时间:1980 《宁夏大学学报》人文社会科学版以马克思主义、毛泽东思想、邓小平理论和“三个代表”重要思想为指导,贯彻落实科学发展观,坚持学报为人民服务、为社会主义服务的办刊方向,严格把好稿件的政治质量关,在稿件的审理过程中,坚持专家审稿,初审、复审、终审层层把关,确保期刊的政治质量过硬。本刊是综合性学术理论刊物,贯彻党的教育方针和“百花齐放、百家争鸣”的方针,主要反映本校的两个文明建设,刊发学术文章,反映科研成果,指导教学实践,交流科教学术信息,促进科教学术的繁荣发展。坚持正确导向,注重学术质量,体现时代特点、民族特色与地方特色,努力实现学术水平与中国现阶段科学研究水平的相适应。开辟“西夏研究”、“汉语研究”、“民族文学”、“回族研究”等特色栏目,并注重刊登法学、经济学、历史学、文学、教育学等各学科中的具有创造性的成果,突出了整体意识和整体效应。 国家新闻出版总署收录获奖情况:中国人文社会科学报核心期刊首届全国百强社科学报第二届全国百强社科学报 主管单位:宁夏大学 主办单位:宁夏大学主编:陈育宁ISSN:1001-5744 CN:64-1005/C地址:银川市西夏区文萃北街217号宁夏大学学术期刊中心 邮政编码:750021 一、本刊要求作者有严谨的学风和朴实的文风,提倡互相尊重和自由讨论。凡采用他人学说,必须加注说明。二、不要超过10000字为宜,精粹的短篇,尤为欢迎。三、请作者将稿件(用WORD格式)发送到下面给出的征文信箱中。四、凡来稿请作者自留底稿,恕不退稿。五、为规范排版,请作者在上传修改稿时严格按以下要求:1.论文要求有题名、摘要、关键词、作者姓名、作者工作单位(名称,省市邮编)等内容一份。2.基金项目和作者简介按下列格式:基金项目:项目名称(编号)作者简介:姓名(出生年-),性别,民族(汉族可省略),籍贯,职称,学位,研究方向。3.文章一般有引言部分和正文部分,正文部分用阿拉伯数字分级编号法,一般用两级。插图下方应注明图序和图名。表格应采用三线表,表格上方应注明表序和表名。4.参考文献列出的一般应限于作者直接阅读过的、最主要的、发表在正式出版物上的文献。其他相关注释可用脚注在当页标注。参考文献的著录应执行国家标准GB7714-87的规定,采用顺序编码制。
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几句话说不清楚,给你一个参考论文看看吧。 水环境承载力理论研究与展望李清龙I,2,王路光3,张焕祯4,闫新兴2(1.中国地质大学,北京100083;2 河北省环境工程评估中心,河北石家庄050051;3.河北省环境科学研究院,河北石家庄050051;4.河北科技大学,河北石家庄050018)摘要:水环境承载力作为衡量水环境与社会经济协调发展程度的研究刚刚起步,目前尚未形成比较完善的理论体系。该文在总结现有研究成果的基础上,从理论上明确了水环境承载力的概念、本质、特征、研究内容及意义。基于力学的基本理论,建立了水环境承载力的表达式,进而提出纳污弹性力的概念,对进~ 步研究水环境与可持续发展的相关关系具有实际意义。关键词:水环境承载力;环境保护;可持续发展研究中图分类号:X26 文献标识码:A 文章编号:I672—0504(2004)OI一0087—03水环境承载力是在人们对社会可持续发展与水环境相互关系有了较深刻认识的基础上被提出来的。人类社会发展初期,生产力水平低下,人类生产活动对水环境破坏程度轻微,水环境并没有对社会发展带来制约作用,直至工业革命以前,水环境问题一直没有成为社会的突出问题。随着工业革命的发展,人类开发利用和改造自然的能力空前增强,人类从自然界获取的资源越来越多的同时,排放的污染物也迅速增加,其排放量已远远超出水环境的自净能力,水环境质量日益恶化,人们开始注重水环境问题的研究。少量污染物进入水环境并不会引起环境质量的明显变化,但水环境的纳污量是有限的,污染物的排放量超过一定限度之后,水环境质量就会发生恶化。随着污染物种类和数量的增多,水环境构成的制约作用越来越明显,人们不得不考虑水环境与社会经济协调发展的问题。目前,国际上很少有专门以水环境承载力为专题的研究报道,大都将其纳入可持续发展的范畴。我国面临巨大的水环境压力,承载力问题正成为水环境研究领域的一个新热点。1 水环境承载力概念及其本质1.1 水环境承载力的基本概念关于水环境承载力的基本概念,目前学术界尚未达成普遍共识,归纳起来主要有以下几种:1)在一定的水域,其水体能够被继续使用并保持良好生态系统时,所能够容纳污水及污染物的最大能力_1 J。2)在某一时期,某种状态或条件下,某地区的水环境所能承受的人类活动作用的阈值(能力)-4-9]。3)水环境系统功能可持续正常发挥前提下接纳污染物的能力(纳污能力)和承受对其基本要素改变的能力(缓冲弹性力),即水环境承载力包括纳污能力和缓冲弹性力两个方面,并且以水环境系统功能的可持续正常发挥为前提[10]。该定义中水环境基本要素是指水体、河道、河岸,其中水体包括水量、水流条件和水质条件,河道包括河道形式、河床地形、底泥,河岸包括河岸形态、河岸植被、景观等。4)水环境承载力也就是通常所说的水环境容量或者说是水环境(水体)纳污能力、水环境允许污染负荷量【u]。本文结合水环境的定义,依据环境承载力及水环境承载力的已有研究成果,将水环境承载力定义为:在某一时期,在一定环境质量要求下,在某种状态或条件下,某流域(区域)水环境在自我维持、自我调节能力和水环境功能可持续正常发挥前提下,所支撑的人口、经济及社会可持续发展的最大规模。1.2 水环境承载力内涵及本质根据本文对水环境承载力定义,其内涵至少包括四个方面:1)人们在一定生活水平和生活质量要求下的承载力,反映在环境方面就是要求满足一定的环境质量标准;2)水体纳污能力,反映在环境方面为相应的污染物容量;3)在满足前两个条件的前提下,可支撑社会可持续发展规模,这与人们的生产、生活方式有关;4)水体自我维持、自我调节能力和纳污能力是水环境承载力的支撑部分,社会可持续发展规模是水环境承载力的压力部分。水环境承载力的大小可以表示为:F=f(1TI。n,s)一co式中:m表示水体的纳污弹性力,指水体在受到内外污染压力而不超过其纳污弹性限度时,水体水质偏离原来状态后可恢复到原来状态的自我调节与自我恢复能力。m=kQ,k表示水体纳污弹性强度,指单位体积的水体通过物理、化学、生物作用净化某种污染物的量,在一定水动力条件下,它是一个常数;Q表示纳污弹性限度,指水体纳污能力的弹性范围,即纳污量的大小变化范围,主要与水量大小有关。Fi表示水体在环境功能正常发挥前提下接纳污染物的能力,S表示人类行为对水环境承载力的改变,它包括有利于水环境承载力增加的行为(如采取污染治理措施、实施清洁生产等)和增加水环境承载压力的行为(如扩大生产规模等),co表示水体中已经存在的污染负荷。2 水环境承载力的基本特征和研究内容2.1 水环境承载力的基本特征(1)水环境承载力不是固定不变的,如果人们对水环境的影响超出了水环境承载力,水环境的自我维持和自我调节能力大大降低,使水环境承载力超过极限,导致水环境结构破坏,丧失自净能力,水环境承载力降低,制约社会发展;反之,如果人们采取一些手段,大大提高水环境承载能力,可促进社会可持续发展。(2)水环境承载力具有时限性,是相对于一定时期,一定生活水平和环境质量标准而言的。(3)水环境承载力的大小有一定限度,可以通过选取某些评价指标按照一定的函数关系来表征。承载力的大小一方面表示水体自净能力及水体纳污能力的大小,另一方面体现了水环境所能支撑的社会可持续发展规模。(4)水环境承载力的大小受水体自然因素、人类活动方式及环境质量要求等方面影响,水量大并不表明水环境承载力就大,也并不表明现有水环境可支撑高速社会发展,这还涉及水质、生态用水、环境用水等方面的问题。(5)水环境承载力研究涉及多学科的交叉,包括经济学、环境科学、物理学、数学、化学、生物学、水动力学等学科内容,因此,水环境承载力的研究受到各学科的进展以及国家经济发展水平的影响。2.2 水环境承载力研究内容(1)自然水环境包括水环境系统的组成结构及功能表现,水环境的容量、水环境质量与水环境质量标准,水环境自净能力,区域(流域)水资源总量,区域水动力学特征等。(2)社会经济发展规模及内部结构问题,探索现实可行的社会经济发展规模,适合本地区的社会经济发展方向,合理的工农业生产布局,社会对粮食、棉花、油料、钢铁、布匹等物资的需求;国民经济内部结构包括工农业发展比例、农林牧副渔发展比例、轻重工业发展比例、基础产业与服务业的发展比例等。(3)水环境承载力与社会可持续发展之间的平衡协调耦合关系,使有一定限度的水环境承载力在国民经济各部门中达到合理配置,充分发挥水环境容量与自净能力,在水环境功能可持续正常发挥的前提下,实现人口、经济、社会可持续发展。(4)人口发展与社会经济发展的平衡关系,通过分析人口的增长变化趋势、消费水平的变化趋势,研究预期人口对工农业产品的需求与未来工农业生产能力之间的平衡关系。(5)寻求进一步开发水环境的承载潜力、提高水环境承载力的有效途径和措施,探讨人口适度增长、水环境承载有效利用、水环境功能持续正常发挥、社会经济协调发展的战略和对策。3 水环境承载力的研究目的与展望3.1 水环境承载力的研究目的水环境承载力是在人们对社会可持续发展与水环境相互关系有了较深刻认识的基础上被提出来的。社会可持续发展与水环境的协调,仅仅从污染预防、治理方面考虑已经不能解决问题,必须从水环境系统结构功能和人类活动两个方面来分析。因此,水环境承载力的研究对象就是人类活动与水环境系统结构功能,把两方面有机地结合起来,以量化的手段表征出两个方面的协调程度,就是水环境承载力的研究目的。研究水环境承载力,就是为保护现实的或拟定的水环境结构不发生明显的不利于人类生存的方向性改变,保障水环境系统功能的可持续正常发挥提供理论体系和评价方法。根据水环境可持续承载理论对区域性的人类社会活动进行规范,对经济发展行为在规模、强度或速度上提出限制。在人类社会发展过程中必然会排放大量废物,对环境造成重大压力,而人类所排放的各种废物不可超过环境的自净能力,即环境对废物的容纳量是有限度的,通过研究这个限度量的大小,用于指导社会发展的规模,对于协调流域经济一社会一环境可持续发展具有重大意义。水环境承载力是社会可持续发展的重要支撑理论之一,它的核心是根据水环境的实际承载能力,确定人口与社会经济的发展速度,从而更好地解决资源、环境、人口与发展问题,实现环境与生态系统的良性循环以及人与自然协调、社会和经济的可持续发展。3.2 水环境承载力的研究展望水环境承载力是协调流域经济一社会一环境可持续发展的重要依据,水环境承载力概念的提出及其深入研究,有其重大的理论意义和现实意义。但是,由于水环境承载力影响因素多,涉及学科领域广,尤其是与物理学、化学、社会学、经济学等领域的交叉,使水环境承载力的研究形成系统的理论方法体系难度加大。目前,我国水环境日趋恶化的严峻现实要求对水环境承载力进行系统深入的研究,提高水环境对社会可持续发展有效支撑能力。其中,迫切需要开展的研究工作包括:1)水环境承载力概念和理论体系有待进一步深入研究;2)水环境承载力的影响因素及提高流域水环境可持续承载能力的有效途径;3)水环境承载力评价方法、评价体系的研究,包括评价指标体系的选取、建立表征水环境承载力的数学模型及定量化研究;4)水环境承载力与社会可持续发展的相关关系及基于水环境承载力的社会可持续发展的研究。参考文献:[1] 汪恕诚.水环境承载能力分析与调控:中国水利学会成立7O周年大会学术报告[J].水环境论坛,2001,33(增刊):1—7.[2] 申献辰.水环境承载能力及其定量描述方法[J .水环境论坛,2001,33(增刊):26~29.[3] 彭文启基于水环境信息系统的水环境承载能力调控模式研究.http:/^ .CWS.net.cn/CW Snet/shuihj/~2~h011130—06ht n1J.[4] 彭静,廖文根,何少苓,等.珠江三角洲河口区水环境承载能力与协同调控初探http://www.CWS net cn/CWSnet/shuihj/wyh011130— 10.htm 1.[5] 何少苓,彭静.论提高水域纳污与自净能力的水动力潜力 j]水环境论坛,2001,33(增刊):l8—22.[6] 马文敏,李淑霞,康金虎.西北干旱区域城市水环境承载力分析方法研究进展[J].宁夏农学院学报,2002,23(4):68—70,86[7] 郭怀成.我国新经济开发区水环境规划研究[J].环境科学进展,1994,2(4):14—22.[8] 王淑华.区域水环境承载力及其可持续利用研究[D].北京:北京师范大学,1996.[9] 崔风军.城市水环境承载力及其实证研究[j].自然资源学报,1998,13(1):58—62.[1O] 廖文根.水环境承载能力及其评价体系探讨http://www.CWS.net.cn/cv,rSnet/shuihj/_wyh011130—1.html[11] 崔树彬.河流水环境承载力及其定量化研究[j .水问题论坛,2oo3.38(1):32—39.Research and Prospect on Theoretical Fram ework of W ater Environm ental Bearing CapacityLI Qing—long 一,WANG I u—gnan~,ZHANG Huan—zhen4,YAN Xin—xin(j、Chi, n University ofGeosciences,Beijing 100083;2、AN)raisal Centerfor Environment and Engineering ofH幻 ,ShOiazhua”g 050051;3.Heb~"Research Academy of Environmental Sciences,Shijiazhuang 050051;4 Hebei University ofScience& Technology,Shijiaz.huang 050018,China)Abstract:The studies of Water Environmental Bearing Capacity(WEBC)tojudge whether the water environment is coordinated withsocia1 e∞nomv,have been put forward.At the present time,its theory system does not been formed perfectly.Ba~ct on summarizinge)dsti j production,this paper confirms the concept,essence,character,studying content and significance of W EBC.This paper setsuD the mathematical expression of W E.BC and points out the concept of elastic received —po llutan t、It is very urgent and sign ificant tostudy the relationship between water environment an d 8ustainable development.Key wol ds:WEBC;environm ental protection;sustainable development research维普资讯
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刊名:宁夏大学学报(自然科学版)出版地:宁夏回族自治区银川市语种: 中文;开本: 大16开ISSN:0253-2328CN: 64-1006/N历史沿革:现用刊名:宁夏大学学报(自然科学版)创刊时间:1980 《宁夏大学学报》人文社会科学版以马克思主义、毛泽东思想、邓小平理论和“三个代表”重要思想为指导,贯彻落实科学发展观,坚持学报为人民服务、为社会主义服务的办刊方向,严格把好稿件的政治质量关,在稿件的审理过程中,坚持专家审稿,初审、复审、终审层层把关,确保期刊的政治质量过硬。本刊是综合性学术理论刊物,贯彻党的教育方针和“百花齐放、百家争鸣”的方针,主要反映本校的两个文明建设,刊发学术文章,反映科研成果,指导教学实践,交流科教学术信息,促进科教学术的繁荣发展。坚持正确导向,注重学术质量,体现时代特点、民族特色与地方特色,努力实现学术水平与中国现阶段科学研究水平的相适应。开辟“西夏研究”、“汉语研究”、“民族文学”、“回族研究”等特色栏目,并注重刊登法学、经济学、历史学、文学、教育学等各学科中的具有创造性的成果,突出了整体意识和整体效应。 国家新闻出版总署收录获奖情况:中国人文社会科学报核心期刊首届全国百强社科学报第二届全国百强社科学报 主管单位:宁夏大学 主办单位:宁夏大学主编:陈育宁ISSN:1001-5744 CN:64-1005/C地址:银川市西夏区文萃北街217号宁夏大学学术期刊中心 邮政编码:750021 一、本刊要求作者有严谨的学风和朴实的文风,提倡互相尊重和自由讨论。凡采用他人学说,必须加注说明。二、不要超过10000字为宜,精粹的短篇,尤为欢迎。三、请作者将稿件(用WORD格式)发送到下面给出的征文信箱中。四、凡来稿请作者自留底稿,恕不退稿。五、为规范排版,请作者在上传修改稿时严格按以下要求:1.论文要求有题名、摘要、关键词、作者姓名、作者工作单位(名称,省市邮编)等内容一份。2.基金项目和作者简介按下列格式:基金项目:项目名称(编号)作者简介:姓名(出生年-),性别,民族(汉族可省略),籍贯,职称,学位,研究方向。3.文章一般有引言部分和正文部分,正文部分用阿拉伯数字分级编号法,一般用两级。插图下方应注明图序和图名。表格应采用三线表,表格上方应注明表序和表名。4.参考文献列出的一般应限于作者直接阅读过的、最主要的、发表在正式出版物上的文献。其他相关注释可用脚注在当页标注。参考文献的著录应执行国家标准GB7714-87的规定,采用顺序编码制。
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电磁学计算方法的比较胡来平,刘占军(重庆邮电学院光电工程学院 重庆 400065) 摘 要:介绍了电磁学计算方法的研究进展和状态,对几种富有代表性的算法做了介绍,并比较了各自的优势和不足,包括矩量法、有限元法、时域有限差分方法以及复射线方法等。 关键词:矩量法;有限元法;时域有限差分方法;复射线方法 1 引 言 1864年Maxwell在前人的理论(高斯定律、安培定律、法拉第定律和自由磁极不存在)和实验的基础上建立了统一的电磁场理论,并用数学模型揭示了自然界一切宏观电磁现象所遵循的普遍规律,这就是著名的Maxwell方程。在11种可分离变量坐标系求解Maxwell方程组或者其退化形式,最后得到解析解。这种方法可以得到问题的准确解,而且效率也比较高,但是适用范围太窄,只能求解具有规则边界的简单问题。对于不规则形状或者任意形状边界则需要比较高的数学技巧,甚至无法求得解析解。20世纪60年代以来,随着电子计算机技术的发展,一些电磁场的数值计算方法发展起来,并得到广泛地应用,相对于经典电磁理论而言,数值方法受边界形状的约束大为减少,可以解决各种类型的复杂问题。但各种数值计算方法都有优缺点,一个复杂的问题往往难以依靠一种单一方法解决,常需要将多种方法结合起来,互相取长补短,因此混和方法日益受到人们的重视。 本文综述了国内外计算电磁学的发展状况,对常用的电磁计算方法做了分类。2 电磁场数值方法的分类 电磁学问题的数值求解方法可分为时域和频域2大类。频域技术主要有矩量法、有限差分方法等,频域技术发展得比较早,也比较成熟。时域法主要有时域差分技术。时域法的引入是基于计算效率的考虑,某些问题在时域中讨论起来计算量要小。例如求解目标对冲激脉冲的早期响应时,频域法必须在很大的带宽内进行多次采样计算,然后做傅里叶反变换才能求得解答,计算精度受到采样点的影响。若有非线性部分随时间变化,采用时域法更加直接。另外还有一些高频方法,如GTD,UTD和射线理论。 从求解方程的形式看,可以分为积分方程法(IE)和微分方程法(DE)。IE和DE相比,有如下特点:IE法的求解区域维数比DE法少一维,误差限于求解区域的边界,故精度高;IE法适合求无限域问题,DE法此时会遇到网格截断问题;IE法产生的矩阵是满的,阶数小,DE法所产生的是稀疏矩阵,但阶数大;IE法难以处理非均匀、非线性和时变媒质问题,DE法可直接用于这类问题〔1〕。3 几种典型方法的介绍 有限元方法是在20世纪40年代被提出,在50年代用于飞机设计。后来这种方法得到发展并被非常广泛地应用于结构分析问题中。目前,作为广泛应用于工程和数学问题的一种通用方法,有限元法已非常著名。 有限元法是以变分原理为基础的一种数值计算方法。其定解问题为: 应用变分原理,把所要求解的边值问题转化为相应的变分问题,利用对区域D的剖分、插值,离散化变分问题为普通多元函数的极值问题,进而得到一组多元的代数方程组,求解代数方程组就可以得到所求边值问题的数值解。一般要经过如下步骤: ①给出与待求边值问题相应的泛函及其变分问题。 ②剖分场域D,并选出相应的插值函数。 ③将变分问题离散化为一种多元函数的极值问题,得到如下一组代数方程组:其中:Kij为系数(刚度)矩阵;Xi为离散点的插值。 ④选择合适的代数解法解式(2),即可得到待求边值问题的数值解Xi(i=1,2,…,N) (2)矩量法 很多电磁场问题的分析都归结为这样一个算子方程〔2〕: L(f)=g(3)其中:L是线性算子,f是未知的场或其他响应,g是已知的源或激励。 在通常的情况下,这个方程是矢量方程(二维或三维的)。如果f能有方程解出,则是一个精确的解析解,大多数情况下,不能得到f的解析形式,只能通过数值方法进行预估。令f在L的定义域内被展开为某基函数系f1,f2,f3,…,fn的线性组合:其中:an是展开系数,fn为展开函数或基函数。 对于精确解式(2)通畅是无限项之和,且形成一个基函数的完备集,对近似解,将式 (2)带入式(1),再应用算子L的线性,便可以得到: m=1,2,3,…此方程组可写成矩阵形式f,以解出f。矩量法就是这样一种将算子方程转化为矩阵方程的一种离散方法。 在电磁散射问题中,散射体的特征尺度与波长之比是一个很重要的参数。他决定了具体应用矩量法的途径。如果目标特征尺度可以与波长比较,则可以采用一般的矩量法;如果目标很大而特征尺度又包括了一个很大的范围,那么就需要选择一个合适的离散方式和离散基函数。受计算机内存和计算速度影响,有些二维和三维问题用矩量法求解是非常困难的,因为计算的存储量通常与N2或者N3成正比(N为离散点数),而且离散后出现病态矩阵也是一个难以解决的问题。这时需要较高的数学技巧,如采用小波展开,选取合适的小波基函数来降维等〔3〕。 (3)时域有限差分方法 时域有限差分(FDTD)是电磁场的一种时域计算方法。传统上电磁场的计算主要是在频域上进行的,这些年以来,时域计算方法也越来越受到重视。他已在很多方面显示出独特的优越性,尤其是在解决有关非均匀介质、任意形状和复杂结构的散射体以及辐射系统的电磁问题中更加突出。FDTD法直接求解依赖时间变量的麦克斯韦旋度方程,利用二阶精度的中心差分近似把旋度方程中的微分算符直接转换为差分形式,这样达到在一定体积内和一段时间上对连续电磁场的数据取样压缩。电场和磁场分量在空间被交叉放置,这样保证在介质边界处切向场分量的连续条件自然得到满足。在笛卡儿坐标系电场和磁场分量在网格单元中的位置是每一磁场分量由4个电场分量包围着,反之亦然。 这种电磁场的空间放置方法符合法拉第定律和安培定律的自然几何结构。因此FDTD算法是计算机在数据存储空间中对连续的实际电磁波的传播过程在时间进程上进行数字模拟。而在每一个网格点上各场分量的新值均仅依赖于该点在同一时间步的值及在该点周围邻近点其他场前半个时间步的值。这正是电磁场的感应原理。这些关系构成FDTD法的基本算式,通过逐个时间步对模拟区域各网格点的计算,在执行到适当的时间步数后,即可获得所需要的结果。 在上述算法中,时间增量Δt和空间增量Δx,Δy和Δz不是相互独立的,他们的取值必须满足一定的关系,以避免数值不稳定。这种不稳定表现为在解显式 差分方程时随着时间步的继续计算结果也将无限制的67增加。为了保证数值稳定性必须满足数值稳定条件:其中:(对非均匀区域,应选c的最大值)〔4〕。 用差分方法对麦克斯韦方程的数值计算还会在网格中引起所模拟波模的色散,即在FDTD网格中数字波模的传播速度将随波长、在网格中的传播方向以及离散化的情况而改变。这种色散将导致非物理原因引起的脉冲波形的畸变、人为的各向异性及虚拟的绕射等,因此必须考虑数值色散问题。如果在模拟空间中采用大小不同的网格或包含不同的介质区域,这时网格尺寸与波长之比将是位置的函数,在不同网格或介质的交界面处将出现非物理的绕射和反射现象,对此也应该进行定量的研究,以保证正确估计FDTD算法的精度。在开放问题中电磁场将占据无限大空间,而由于计算机内存总是有限的,只能模拟有限空间,因此差分网格在某处必将截断,这就要求在网格截断处不引起波的明显反射,使对外传播的波就像在无限大空间中传播一样。这就是在截断处设置吸收边界条件,使传播到截断处的波被边界吸收而不产生反射,当然不可能达到完全没有反射,目前已创立的一些吸收边界条件可达到精度上的要求,如Mur所导出的吸收边界条件。 (4)复射线方法 复射线是用于求解波场传播和散射问题的一种高频近似方法。他根据几何光学理论和几何绕射理论的分析方法和计算公式,在解析延拓的复空间中求解复射线轨迹和场的振幅和相位,从而直接得出局部不均匀波(凋落波)的传播和散射规律〔5〕。复射线方法是包括复射线追踪、复射线近轴近似、复射线展开以及复绕射线等处理技术在内的一系列处理方法的统称。其共同特点在于:通过将射线参考点坐标延拓到复空间而建立了一个简单而统一的实空间中波束/射线束(Bundle ofrays)分析模型;通过费马原理及其延拓,由基于复射线追踪或复射线近轴近似的处理技术,构造了射线光学架构下有效的鞍点场描述方法等。例如,复射线追踪法将射线光学中使用的射线追踪方法和场强计算公式直接地解析延拓到复空间,利用延拓后的复费马原理进行复射线搜索,从而求出复射线轨迹和复射线场。这一方法的特点在于可以基于射线光学方法有效地描述空间中波束的传播,因此,提供了一类分析波束传播的简便方法。其不足之处是对每一个给定的观察点必须进行一次二维或四维的复射线轨迹搜索,这是一个十分花费时间的计算机迭代过程。4 几种方法的比较和进展 将有限元法移植到电磁工程领域还是二十世纪六七十年代的事情,他比较新颖。有限元法的优点是适用于具有复杂边界形状或边界条件、含有复杂媒质的定解问题。这种方法的各个环节可以实现标准化,得到通用的计算程序,而且有较高的计算精度。但是这种方法的计算程序复杂冗长,由于他是区域性解法,分割的元素数和节点数较多,导致需要的初始数据复杂繁多,最终得到的方程组的元数很大,这使得计算时间长,而且对计算机本身的存储也提出了要求。对电磁学中的许多问题,有限元产生的是带状(如果适当地给节点编号的话)、稀疏阵(许多矩阵元素是0)。但是单独采用有限元法只能解决开域问题。用有限元法进行数值分析的第一步是对目标的离散,多年来人们一直在研究这个问题,试图找到一种有效、方便的离散方法,但由于电磁场领域的特殊性,这个问题一直没有得到很好的解决。问题的关键在于一方面对复杂的结构,一般的剖分方法难于适用;另一方面,由于剖分的疏密与最终所形成的系数矩阵的存贮量密切相关,因而人们采用了许多方法来减少存储量,如多重网格法,但这些方法的实现较为困难〔6〕。 网格剖分与加密是有限元方法发展的瓶颈之一,采用自适应网格剖分和加密技术相对来说可以较好地解决这一问题。自适应网格剖分根据对场量分布求解后的结果对网格进行增加剖分密度的调整,在网格密集区采用高阶插值函数,以进一步提高精度,在场域分布变化剧烈区域,进行多次加密。 这些年有限元方法的发展日益加快,与其他理论相结合方面也有了新的进展,并取得了相当应用范围的成果,如自适应网格剖分、三维场建模求解、耦合问题、开域问题、高磁性材料及具有磁滞饱和非线性特性介质的处理等,还包括一些尚处于探索阶段的工作,如拟问题、人工智能和专家系统在电磁装置优化设计中的应用、边基有限元法等,这些都使得有限元方法的发展有了质的飞跃。 矩量法将连续方程离散化为代数方程组,既适用于求解微分方程,又适用于求解积分方程。他的求解过程简单,求解步骤统一,应用起来比较方便。然而 77他需要一定的数学技巧,如离散化的程度、基函数与权函数的选取,矩阵求解过程等。另外必须指出的是,矩量法可以达到所需要的精确度,解析部分简单,可计算量很大,即使用高速大容量计算机,计算任务也很繁重。矩量法在天线分析和电磁场散射问题中有比较广泛地应用,已成功用于天线和天线阵的辐射、散射问题、微带和有耗结构分析、非均匀地球上的传播及人体中电磁吸收等。 FDTD用有限差分式替代时域麦克斯韦旋度方程中的微分式,得到关于场分量的有限差分式,针对不同的研究对象,可在不同的坐标系中建模,因而具有这几个优点,容易对复杂媒体建模,通过一次时域分析计算,借助傅里叶变换可以得到整个同带范围内的频率响应;能够实时在现场的空间分布,精确模拟各种辐射体和散射体的辐射特性和散射特性;计算时间短。但是FDTD分析方法由于受到计算机存储容量的限制,其网格空间不能无限制的增加,造成FDTD方法不能适用于较大尺寸,也不能适用于细薄结构的媒质。因为这种细薄结构的最小尺寸比FDTD网格尺寸小很多,若用网格拟和这类细薄结构只能减小网格尺寸,而这必然导致计算机存储容量的加大。因此需要将FDTD与其他技术相结合,目前这种技术正蓬勃发展,如时域积分方程/FDTD方法,FDTD/MOM等。FDTD的应用范围也很广阔,诸如手持机辐射、天线、不同建筑物结构室内的电磁干扰特性研究、微带线等〔7〕。 复射线技术具有物理模型简单、数学处理方便、计算效率高等特点,在复杂目标散射特性分析等应用领域中有重要的研究价值。典型的处理方式是首先将入射平面波离散化为一组波束指向平行的复源点场,通过特定目标情形下的射线追踪、场强计算和叠加各射线场的贡献,可以得到特定观察位置处散射场的高频渐进解。目前已运用复射线分析方法对飞行器天线和天线罩(雷达舱)、(加吸波涂层)翼身结合部和进气道以及涂层的金属平板、角形反射器等典型目标散射特性进行了成功的分析。尽管复射线技术的计算误差可以通过参数调整得到控制,但其本身是一种高频近似计算方法,由于入射波场的离散和只引入鞍点贡献,带来了不可避免的计算误差。总的来说复射线方法在目标电磁散射领域还是具有独特的优势,尤其是对复杂目标的处理。5 结 语 电磁学的数值计算方法远远不止以上所举,还有边界元素法、格林函数法等,在具体问题中,应该采用不同的方法,而不应拘泥于这些方法,还可以把这些方法加以综合应用,以达到最佳效果。 电磁学的数值计算是一门计算的艺术,他横跨了多个学科,是数学理论、电磁理论和计算机的有机结合。原则上讲,从直流到光的宽频带范围都属于他的研究范围。为了跟上世界科技发展的需要,应大力进行电磁场的并行计算方法的研究,不断拓广他的应用领域,如生物电磁学、复杂媒质中的电磁正问题和逆问题、医学应用、微波遥感应用、非线性电磁学中的混沌与分叉、微电子学和纳米电子学等。参考文献〔1〕 文舸一.计算电磁学的进展与展望〔J〕.电子学报,1995,23(10):62-〔2〕 刘圣民.电磁场的数值方法〔M〕.武汉:华中理工大学出版社,1991.〔3〕 张成,郑宏兴.小波矩量法求解电磁场积分方程〔J〕.宁夏大学学报(自然科学版),2000,21(1):76- 〔4〕 王长清.时域有限差分(FD-TD)法〔J〕.微波学报,1989,(4):8-〔5〕 阮颖诤.复射线理论及其应用〔M〕.成都:电子工业出版社,1991.〔6〕 方静,汪文秉.有限元法和矩量法结合分析背腔天线的辐射特性〔J〕.微波学报,2000,16(2):139-〔7〕 杨永侠,王翠玲.电磁场的FDTD分析方法〔J〕.现代电子技术,2001,(11):73-〔8〕 洪伟.计算电磁学研究进展〔J〕.东南大学学RB (自然科学版),2002,32(3):335-〔9〕 王长清,祝西里.电磁场计算中的时域有限差分法〔M〕.北京:北京大学出版社,1994.〔10〕 楼仁海,符果行,袁敬闳.电磁理论〔M〕.成都:电子科技大学出版社,1996. 现代电子技术