基于面中心立方体（FCC）网格的电磁建模方法研究

发布时间：2021-04-24 21:32

　　在1966年,Yee在国际上第一次提出了时域有限差分（Finite-Difference Time-Domain,简称FDTD）方法这一概念。从1966年Yee提出这一概念之后。时域有限差分方法发展的非常迅速,每年发表的关于FDTD方法的文章也多不胜数,且其在许多科研领域以及工程问题上都得到了广泛的应用。这种方法的优点就是它的表达式简单明了,容易理解,而且对于时域中的电磁特性它也能进行比较直观地描述。FDTD方法本身也在不断完善和发展。计算机技术的不断进步与发展同时给FDTD方法也带来了极大的便利。但是,FDTD方法也有其局限性。由于Yee元胞网格本身的特性在FDTD方法中会产生各向异性的问题,其精度也会因为这个问题降低。这里,研究了一种不同于Yee元胞的新的计算网格。这种新的网格的全称是面中心立方体网格（Face Center Cube Mesh,FCC网格）。相较与Yee元胞来说,FCC网格的FDTD方法有着良好的各向同性效果以及稳定性条件。此外,计算精度也相应的得到了提高。本文研究了FCC网格的FDTD（FCC-FDTD）方法的吸收边界条件和近远场外推边界条件。并给出算例验证。首... 

【文章来源】：江苏大学江苏省

【文章页数】：74 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
第一章 绪论
    1.1 选题背景和研究意义
    1.2 国内外研究概况及其进展
    1.3 本文内容安排
    1.4 本章小结
第二章 基于FCC网格的FDTD方法的基本理论
    2.1 FCC网格中电场与磁场的空间分布
    2.2 基于FCC网格的Maxwell方程组FDTD离散迭代式
    2.3 本章小结
第三章 基于FCC-FDTD的 UPML吸收边界条件研究
    3.1 UPML基本理论
    3.2 棱边和角顶区参数分布
    3.3 基于FCC-FDTD方法的UPML的电场迭代式的推导
    3.4 基于FCC-FDTD方法的UPML的磁场迭代式的推导
    3.5 数值验证
    3.6 本章小结
第四章 基于FCC-FDTD方法的近远场外推边界条件研究
    4.1 基于FCC网格的外推条件迭代式推导
    4.2 数值验证
    4.3 本章小结
第五章 总结和展望
    5.1 总结
    5.2 展望
参考文献
致谢
攻读硕士学位期间发表的论文及其他科研成果


【参考文献】：
期刊论文
[1]电磁计算中辛时域有限差分算法研究进展[J]. 查晓民,谢国大,沙威,黄志祥,吴先良.  电波科学学报. 2020(01)
[2]三维时变等离子体目标的电磁散射特性研究[J]. 杨利霞,沈丹华,施卫东.  物理学报. 2013(10)
[3]基于CUDA架构的三维CPML-FDTD并行方法[J]. 胡媛,李康,孔凡敏,杜刘革.  计算机工程与应用. 2011(25)
[4]基于拉氏变换原理的三维磁化等离子体电磁散射FDTD分析[J]. 杨利霞,王祎君,王刚.  电子学报. 2009(12)
[5]瞬态电磁场问题求解的精细积分方法[J]. 魏鸿磊,顾元宪,陈飚松.  沈阳工业大学学报. 2003(01)
[6]瞬态电磁场[J]. 沈洁明.  应用科学学报. 1987(02)

硕士论文
[1]基于面中心立方体（FCC）网格的FDTD算法的研究[D]. 张志扬.江苏大学 2017



本文编号：3158112