[发明专利]面积分自洽耦合分析方法、装置、设备及存储介质

权利要求书

1.一种面积分自洽耦合分析方法，其特征在于，包括：

用均匀平面波入射纳米颗粒，采用三角形网格来剖分以此对纳米颗粒离散建模而得到纳米颗粒模型，并获取纳米颗粒模型中边的数目、编号以及几何位置信息；

以纳米颗粒的内表面和外表面的等效感应电流和磁流为未知量，根据电场和磁场的边界条件，建立基次频和二次谐波频下散射问题的统一PMCHWT面积分方程；

根据场与源在边界上的等效关系，将二阶极化源等效为二次谐波频率下的入射源，将统一的面积分方程要计算的未知量减半，同时改善其阻抗矩阵分布；

以自洽耦合的方式来综合考虑基次场与二次谐波场的相互耦合作用；

用矩量法离散求解面积分方程，得到电流系数和磁流系数，再由电流系数和磁流系数计算纳米颗粒的二次谐波场。

2.根据权利要求1所述的面积分自洽耦合分析方法，其特征在于，所述剖分尺寸为其中λ为自由空间的电波长，μ_r和ε_r分别为所述纳米颗粒的相对介电常数和纳米颗粒的磁导率，作为入射场的所述均匀平面波的电场强度和均匀平面波的磁场强度分别为和所述纳米颗粒的求解区域分为作为外域的介质外部区域V_e和作为内域的介质内部区域V_i，inc表示作为入射波的均匀平面波，S为介质外部区域V_e和介质内部区域V_i的交界面，n表示指向介质外部区域V_e的单位法向量，引入l＝i,e，i和e作为下标分别代表介质内部区域V_i的物理量和介质外部区域V_e的物理量，引入ν＝ω,2ω，ω和2ω作为上标分别代表基次频率ω的物理量和二次谐波频率2ω的物理量，所述纳米颗粒的背景空间媒质的介电常数和磁导率分别为和所述纳米颗粒的材料的介电常数和磁导率分别为和

3.根据权利要求2所述的面积分自洽耦合分析方法，其特征在于，所述建立基次频和二次谐波频的统一PMCHWT面积分方程的方法，包括：

所述纳米颗粒上的二次谐波的极化源由公式(1)所示的基次场分量和材料参数决定：

其中ε₀为真空中的介电常数，为二阶表面非线性极化率，是基次频率下纳米颗粒的内表面的总场；则再把公式(1)进一步用公式(2)表示：

其中，(t₁,t₂,n)是一组定义在纳米颗粒表面相互垂直的向量，t₁、t₂为单位切向向量，n为单位法向向量；纳米颗粒上的二次谐波具有切向分量和法向分量

利用面积分方法分别对所述外域和内域进行等效，其包括：通过联立纳米颗粒的内表面和外表面的切向电场积分方程T-EFIE和切向磁场积分方程T-MFIE，得到如公式(3)的求解两个线性频率基次频和二次谐波频下散射问题的统一PMCHWT方程：

其中和分别对应频率ν＝ω和ν＝2ω时内面表面的等效电流和磁流，n为单位法向向量，η_i和η_e分别为内域的波阻抗和外域的波阻抗，I为单位矩阵，和分别为对应频率ν＝ω和ν＝2ω时所述交界面上的电流源和磁流源，不同频率情况下分别为：

其中和分别为均匀平面波的电场强度和均匀平面波的磁场强度，和分别为纳米颗粒二次谐波的切向分量和纳米颗粒二次谐波的法向分量，j为虚数单位，ε′为交界面的介电常数；

作为线性积分算子的和的定义分别如公式(5)和公式(6)所示：

其中，S为纳米颗粒表面积分区域，r和r′分别表示积分区域中观察点的位置矢量和源点的位置矢量，为三维空间的标量格林函数，k_l为对应空间的波数，μ_l为对应区域的磁导率线，i为虚数单位，i与j保持垂直，X(r′)为源点的向量表示形式。