用分析和数值扰动技术解决电磁波传播和散射问题

IF 1 4区工程技术 Q3 ENGINEERING, MULTIDISCIPLINARY

Journal of the Faculty of Engineering and Architecture of Gazi University Pub Date : 2023-08-21 DOI:10.17341/gazimmfd.1081264

Murat Koray AKKAYA, Asım Egemen YILMAZ, Mustafa KUZUOĞLU

{"title":"用分析和数值扰动技术解决电磁波传播和散射问题","authors":"Murat Koray AKKAYA, Asım Egemen YILMAZ, Mustafa KUZUOĞLU","doi":"10.17341/gazimmfd.1081264","DOIUrl":null,"url":null,"abstract":"Bu makalede, fiziksel bir problemin oluşumunda veya tanımında yer alan parametrelerdeki küçük değişimlerin, sonuçta hesaplanan değere olan etkisi incelenmiştir. İncelemelerde matematiksel araç olarak Pertürbasyon Teorisi ve Asimptotik Seri açılımları kullanılmıştır. Pertürbasyon teorisi, analitik ve nümerik olmak üzere 2 farklı yaklaşımda ele alınmış ve elektromanyetik problemlerin çözümüne ağırlık verilmiştir. Elektromanyetik dalga yayılım denklemi birimsizleştirilerek asimptotik seri açılımlarına dönüştürülmüş, denklemde uzamsal Fourier dönüşümü uygulanarak tekil pertürbasyon uygulama örneği sunulmuştur. Tekil pertürbasyon teorisi ile gerçekleştirilen çözümün geçerlilik aralığı incelenmiştir. Makalede rastgele dağılımlara bağlı küçük değişimler de ilgili parametrede “Pertürbasyon” olarak nitelendirilmiş, bu yaklaşım da örneklerle temsil edilmiştir. Toplam yansımanın stokastik özellikleri Monte Carlo benzetimleri ile sağlanmıştır. Doğada sıklıkla rastlanan çok katmanlı yapıların fiziksel özellikleri ötelemeli fonsksiyonlar ile hesaplanmış ve EM yansıma sinyali ölçerek tahmin edilmiştir. Bu yöntemde, görünmeyen tabakaların parametrelerinde olası sapmalar rastlantısal dağılımlar ile temsil edilmiştir. Pertürbasyon kavramı, katmanlarda elektriksel özelliklerin beklenen değerden sapmasını temsil etmek için kullanılmış, çıkış parametrelerinde ölçülen olasılık dağılımları ortalama değer, standart sapma, 3. Moment (skewness) ve 4. Moment (kurtosis) değerleri ile yorumlanarak anlamlandırılmıştır.","PeriodicalId":51103,"journal":{"name":"Journal of the Faculty of Engineering and Architecture of Gazi University","volume":"282 1","pages":"0"},"PeriodicalIF":1.0000,"publicationDate":"2023-08-21","publicationTypes":"Journal Article","fieldsOfStudy":null,"isOpenAccess":false,"openAccessPdf":"","citationCount":"0","resultStr":"{\"title\":\"Elektromanyetik dalga yayılım ve saçılım problemlerine analitik ve sayısal pertürbasyon teknikleri ile çözüm yaklaşımı\",\"authors\":\"Murat Koray AKKAYA, Asım Egemen YILMAZ, Mustafa KUZUOĞLU\",\"doi\":\"10.17341/gazimmfd.1081264\",\"DOIUrl\":null,\"url\":null,\"abstract\":\"Bu makalede, fiziksel bir problemin oluşumunda veya tanımında yer alan parametrelerdeki küçük değişimlerin, sonuçta hesaplanan değere olan etkisi incelenmiştir. İncelemelerde matematiksel araç olarak Pertürbasyon Teorisi ve Asimptotik Seri açılımları kullanılmıştır. Pertürbasyon teorisi, analitik ve nümerik olmak üzere 2 farklı yaklaşımda ele alınmış ve elektromanyetik problemlerin çözümüne ağırlık verilmiştir. Elektromanyetik dalga yayılım denklemi birimsizleştirilerek asimptotik seri açılımlarına dönüştürülmüş, denklemde uzamsal Fourier dönüşümü uygulanarak tekil pertürbasyon uygulama örneği sunulmuştur. Tekil pertürbasyon teorisi ile gerçekleştirilen çözümün geçerlilik aralığı incelenmiştir. Makalede rastgele dağılımlara bağlı küçük değişimler de ilgili parametrede “Pertürbasyon” olarak nitelendirilmiş, bu yaklaşım da örneklerle temsil edilmiştir. Toplam yansımanın stokastik özellikleri Monte Carlo benzetimleri ile sağlanmıştır. Doğada sıklıkla rastlanan çok katmanlı yapıların fiziksel özellikleri ötelemeli fonsksiyonlar ile hesaplanmış ve EM yansıma sinyali ölçerek tahmin edilmiştir. Bu yöntemde, görünmeyen tabakaların parametrelerinde olası sapmalar rastlantısal dağılımlar ile temsil edilmiştir. Pertürbasyon kavramı, katmanlarda elektriksel özelliklerin beklenen değerden sapmasını temsil etmek için kullanılmış, çıkış parametrelerinde ölçülen olasılık dağılımları ortalama değer, standart sapma, 3. Moment (skewness) ve 4. Moment (kurtosis) değerleri ile yorumlanarak anlamlandırılmıştır.\",\"PeriodicalId\":51103,\"journal\":{\"name\":\"Journal of the Faculty of Engineering and Architecture of Gazi University\",\"volume\":\"282 1\",\"pages\":\"0\"},\"PeriodicalIF\":1.0000,\"publicationDate\":\"2023-08-21\",\"publicationTypes\":\"Journal Article\",\"fieldsOfStudy\":null,\"isOpenAccess\":false,\"openAccessPdf\":\"\",\"citationCount\":\"0\",\"resultStr\":null,\"platform\":\"Semanticscholar\",\"paperid\":null,\"PeriodicalName\":\"Journal of the Faculty of Engineering and Architecture of Gazi University\",\"FirstCategoryId\":\"1085\",\"ListUrlMain\":\"https://doi.org/10.17341/gazimmfd.1081264\",\"RegionNum\":4,\"RegionCategory\":\"工程技术\",\"ArticlePicture\":[],\"TitleCN\":null,\"AbstractTextCN\":null,\"PMCID\":null,\"EPubDate\":\"\",\"PubModel\":\"\",\"JCR\":\"Q3\",\"JCRName\":\"ENGINEERING, MULTIDISCIPLINARY\",\"Score\":null,\"Total\":0}","platform":"Semanticscholar","paperid":null,"PeriodicalName":"Journal of the Faculty of Engineering and Architecture of Gazi University","FirstCategoryId":"1085","ListUrlMain":"https://doi.org/10.17341/gazimmfd.1081264","RegionNum":4,"RegionCategory":"工程技术","ArticlePicture":[],"TitleCN":null,"AbstractTextCN":null,"PMCID":null,"EPubDate":"","PubModel":"","JCR":"Q3","JCRName":"ENGINEERING, MULTIDISCIPLINARY","Score":null,"Total":0}

引用次数: 0

摘要

本文分析了物理问题的形成或定义所涉及的参数的微小变化对计算结果的影响。研究中使用了扰动理论和渐近级数展开作为数学工具。扰动理论通过分析和数值两种不同方法进行分析，重点是电磁问题的解决。电磁波传播方程被单元化并转化为渐近级数展开，通过对方程进行空间傅里叶变换，介绍了一个奇异扰动应用实例。文章分析了奇异扰动理论求解的有效范围。在文章中，随机分布引起的微小变化也被定性为相关参数的 "扰动"，这种方法也通过实例得到了体现。蒙特卡罗模拟提供了全反射的随机特性。自然界中经常出现的多层结构的物理特性是通过平移函数计算出来的，并通过测量电磁反射信号进行估算。在这种方法中，不可见层参数的可能偏差由随机分布表示。扰动的概念用来表示各层电特性与预期值的偏差，输出参数中测得的概率分布用平均值、标准差、第三矩（偏斜度）和第四矩（峰度）值来解释和诠释。

本文章由计算机程序翻译，如有差异，请以英文原文为准。

查看原文本刊更多论文

Elektromanyetik dalga yayılım ve saçılım problemlerine analitik ve sayısal pertürbasyon teknikleri ile çözüm yaklaşımı

Bu makalede, fiziksel bir problemin oluşumunda veya tanımında yer alan parametrelerdeki küçük değişimlerin, sonuçta hesaplanan değere olan etkisi incelenmiştir. İncelemelerde matematiksel araç olarak Pertürbasyon Teorisi ve Asimptotik Seri açılımları kullanılmıştır. Pertürbasyon teorisi, analitik ve nümerik olmak üzere 2 farklı yaklaşımda ele alınmış ve elektromanyetik problemlerin çözümüne ağırlık verilmiştir. Elektromanyetik dalga yayılım denklemi birimsizleştirilerek asimptotik seri açılımlarına dönüştürülmüş, denklemde uzamsal Fourier dönüşümü uygulanarak tekil pertürbasyon uygulama örneği sunulmuştur. Tekil pertürbasyon teorisi ile gerçekleştirilen çözümün geçerlilik aralığı incelenmiştir. Makalede rastgele dağılımlara bağlı küçük değişimler de ilgili parametrede “Pertürbasyon” olarak nitelendirilmiş, bu yaklaşım da örneklerle temsil edilmiştir. Toplam yansımanın stokastik özellikleri Monte Carlo benzetimleri ile sağlanmıştır. Doğada sıklıkla rastlanan çok katmanlı yapıların fiziksel özellikleri ötelemeli fonsksiyonlar ile hesaplanmış ve EM yansıma sinyali ölçerek tahmin edilmiştir. Bu yöntemde, görünmeyen tabakaların parametrelerinde olası sapmalar rastlantısal dağılımlar ile temsil edilmiştir. Pertürbasyon kavramı, katmanlarda elektriksel özelliklerin beklenen değerden sapmasını temsil etmek için kullanılmış, çıkış parametrelerinde ölçülen olasılık dağılımları ortalama değer, standart sapma, 3. Moment (skewness) ve 4. Moment (kurtosis) değerleri ile yorumlanarak anlamlandırılmıştır.

求助全文

通过发布文献求助，成功后即可免费获取论文全文。去求助

来源期刊

Journal of the Faculty of Engineering and Architecture of Gazi University ENGINEERING, MULTIDISCIPLINARY-

CiteScore

1.90

自引率

45.50%

发文量

审稿时长

6-12 weeks

期刊介绍： Gazi University Journal of the Faculty of Engineering and Architecture; Engineering qualifications described below and in the field of architecture research papers and invited articles by scanning is considered to be Turkish.