大型舰船和飞行器是涉及国民经济及国家安全的重大平台。复杂电磁环境对这些高价值信息化平台的电磁安全性及可靠性构成了严重威胁,导致电磁环境效应分析从需求变为要求,并成为重大平台型号设计、验证及评估中的重要环节。电磁环境效应数值模拟必须同时涵盖区域-平台-器件三个层面,面临区域环境空间尺度巨大、平台局部结构精细、设备敏感器件的电磁多物理效应非线性等技术挑战,必须依赖于高性能电磁及多物理计算。

 

基于上述需求背景,本团队致力于研制涵盖区域、平台、器件的复杂电磁环境数值模拟软件系统。软件系统将大型信息化平台电磁环境效应预测问题分解为大区域中电磁辐射源与环境互作用产生的电磁场分布、电磁环境与大型复杂结构平台的耦合、平台上敏感设备中器件及电路的电磁多物理效应三个层面,相应地研制区域级、平台级和器件级电磁环境数值模拟软件。针对三套软件研制需求,团队主要研究方向如下:
(1) 包含复杂地理气象环境、粗糙海面等区域电磁环境综合建模技术;
(2) 抛物方程和射线追踪两种区域级电磁算法的大规模并行实现技术;
(3) MoM、MLFMM、FEM、FDTD和DGTD五种平台级电磁算法的大规模并行实现技术;
(4) MoM、MLFMM和FEM三种平台级频域算法的协同计算技术;
(5) FDTD和DGTD两种平台级时域算法的协同计算技术;
(6) 面向器件电磁及多物理效应模拟的TDFEM算法大规模并行实现技术;
(7) 面向等离子体与电磁场非线性互作用全物理过程高分辨率仿真的粒子模拟算法(FDTD+PIC)大规模并行实现技术。