時(shí)域有限差分法(共31頁)

1、精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上第5章 時(shí)域有限差分法5.1時(shí)域有限差分法概述5.1.1時(shí)域有限差分法的特點(diǎn)5.1.2電磁場旋度方程5.1.3分裂場形式5.1.4理想導(dǎo)體的FDTD公式5.1.5損耗媒質(zhì)的情況5.2 FDTD基礎(chǔ)5.2.1使用FDTD的影響因素5.2.2 Yee單元網(wǎng)格空間中電磁場的量化關(guān)系圖5.1 Yee單元網(wǎng)格空間中的電磁場圖5.2 Yee單元網(wǎng)格及場關(guān)系5.2.3決定單元的空間尺寸5.2.4離散化的麥克斯韋方程5.3數(shù)值色散、數(shù)值穩(wěn)定性分析5.3.1時(shí)間本征值5.3.2空間本征值5.3.3數(shù)值穩(wěn)定條件5.3.4數(shù)值色散1. 數(shù)值色散現(xiàn)象2. 數(shù)值色散規(guī)律3. 估算數(shù)值色散圖5.

2、3不同的空間步長所引起的數(shù)值色散情況4. 獲得理想色散關(guān)系的條件5.4建立Yee單元網(wǎng)格空間5.4.1入射場求解圖5.4球坐標(biāo)系圖5.5高斯脈沖的波形圖5.6周期性脈沖的波形圖圖5.7周期性脈沖的頻譜圖5.8只有一個(gè)脈沖時(shí)的波形和對應(yīng)的頻譜圖5.9有多個(gè)脈沖時(shí)的波形和對應(yīng)的頻譜圖5.10高斯脈沖的FFT譜函數(shù)5.4.2理想導(dǎo)體的FDTD編程圖5.11量化的Yee單元網(wǎng)格橢球空間5.4.3損耗媒質(zhì)的情況圖5.12 FDTD計(jì)算的一般流程5.4.4建立Yee單元模擬空間結(jié)構(gòu)圖5.13采用例5.1程序段設(shè)定的電介質(zhì)片圖5.14采用同樣的程序段設(shè)定的磁介質(zhì)片5.4.5估算所需條件5.5吸收邊界條件5.

3、5.1單向波方程與吸收邊界條件5.5.2二維和三維的情況5.5.3近似吸收邊界條件5.5.4吸收邊界條件的驗(yàn)證1. 二維空間中驗(yàn)證吸收邊界條件的試驗(yàn)方法2. 二維空間角點(diǎn)處的吸收邊界條件圖5.15驗(yàn)證吸收邊界條件性能的數(shù)值實(shí)驗(yàn)空間圖5.16二維空間吸收邊界條件的角點(diǎn)計(jì)算原理圖5.6 PML吸收邊界條件5.6.1 PML吸收媒質(zhì)的定義5.6.2 PML吸收邊界條件在Yee單元網(wǎng)格空間中的應(yīng)用圖5.17 PML媒質(zhì)的設(shè)置圖5.18在圖5.17中右上角的結(jié)構(gòu)5.6.3三維PML吸收邊界條件5.6.4非均勻網(wǎng)格結(jié)構(gòu)的三維PML吸收邊界條件5.6.5各向異性的PML吸收媒質(zhì)圖5.19PML吸收邊界中吸收

4、媒質(zhì)的放置5.6.6柱坐標(biāo)系中PML的FDTD格式圖5.20圓柱坐標(biāo)中的Yee單元網(wǎng)格1. 柱坐標(biāo)系下的時(shí)間步長及軸向奇點(diǎn)的處理2. 柱坐標(biāo)系下PML差分格式的推導(dǎo)3. PML中電導(dǎo)率的選取5.6.7一維PML吸收邊界條件的實(shí)現(xiàn)5.6.8PML吸收邊界條件的驗(yàn)證方法1. 收斂性的驗(yàn)證2. 對稱性的驗(yàn)證圖5.21高斯脈沖激勵(lì)的電場圖5.22等距離法取樣點(diǎn)分布3. 測試PML吸收層的反射誤差的方法圖5.23反射系數(shù)測試網(wǎng)格空間圖5.24PML的絕對反射誤差4. 輻射方向圖的驗(yàn)證圖5.25PML的反射系數(shù)圖5.26半波天線的方向圖5. PML吸收效果的改善圖5.27PML用一階Mur 邊界條件修正前后反射波（虛部）的比較5.7近場遠(yuǎn)場