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矩量法

鎖定
矩量法(Method of Moments, MoM)是一種將連續方程離散化為代數方程組的方法,對求解微分方程積分方程均適用。
中文名
矩量法
外文名
Method of Moments
簡    寫
MoM

矩量法定義

由於求解過程中需要計算廣義矩量,故得名。矩量法包括如下三個基本過程:
  (1)離散化過程 主要目的是將算子方程化為代數方程,具體步驟是:
①在算子L定義域內適當的選擇一組線性無關的基函數fn;
②將待求函數f表示為該組基函數的線性組合;
③利用算子的線性,將算子方程化為代數方程。
(2)取樣檢測過程 主要目的是將求解代數方程的問題轉化為求解矩陣方程的問題。基本步驟是:
①在算子L的值域內適當的選擇一組線性無關的權函數Wm;
②將Wm與代數方程取內積進行N次抽樣檢驗
③利用算子的線性和內積的性質,將N次抽樣檢驗的內積方程化為矩陣方程。
(3)矩陣求逆過程。
R. F. Harrington在《計算電磁場的矩量法》一書中對其原理及過程進行了詳盡的介紹.它所做的工作是將積分方程化為差分方程,或將積分方程中積分化為有限求和,從而建立代數方程組,故它的主要工作量是用計算機求解代數方程組。
所以,在矩量法求解代數方程組過程中,矩陣規模的大小涉及到佔用內存的多少,在很大程度上影響了計算的速度。如何儘可能的減少矩陣存儲量,成為加速矩量法計算的關鍵。

矩量法頻域和時域

頻域方法起步較早,發展也相對比較成熟,有對基函數方面的發展,有對阻抗矩陣的壓縮及預處理技術的發展,有對矩陣方程求解的加速改進方法,也有對頻域積分方程加以改進的。
各種方法都各有其優點和缺點。
時域方法起步相對較晚,但在各個方面也都有所涉及,如導體的,介質的,有耗的,非均勻的,還有高階的,等等,然而,國內在時域方面做的還相對較少,對時域方法的改進也有待大家的努力!

矩量法後記

R.F.哈林登的《計算電磁場的矩量法》(國防工業出版社)這本書看了一下,其中1-3節引入了矩量法,我看了一下,矩量法數學本質是一種求解線性方程的方法。
舉例,對於非齊次方程:L(f)=g,式中L是線性算子,g為已知函數,f為未知函數。
把f在L的定義域裏面展開,即變成一系列基函數fn(n=0,1,2...N,N的大小決定着計算結果的精度,項越多,精度就越高,就越逼近原函數),這裏的基函數是自己定義的,要求在L的定義域內即可;
接下來再在L的值域內定義一個權函數或檢驗函數集合wn(n=0,1,2...N),其選擇或與基函數相同(伽略金法)或為狄拉克(Dirac)δ函數,具體我也沒怎麼搞明白;
之後還要定義一個內積式<f,g>,對每個w取原方程的內積,這時,通過矩陣的運算即可解得此方程,得到f。對於每一個特定的問題,主要任務就是選擇fn和wn,它們的選擇決定了收斂的快慢,或者矩陣計算的難易,或者矩陣的大小等。