基于FCC-FDTD方法的NPML吸收边界条件和周期边界条件研究

发布时间：2021-05-13 13:28

　　1966年,Yee在世界上第一次提出了时域有限差分（Finite-Difference Time-Domain,FDTD）方法,该方法实现简单,易于理解,在随后的数十年间计算电磁学领域成为热门的研究对象,该方法的应用领域不断的拓展。传统的FDTD方法在空间离散中采用Yee元胞的离散格式,所以造成了在电磁场空间抽样中分布较为稀疏,所以在计算精细结构和含有弯曲表面的目标的电磁问题上精度上始终有所欠缺,容易造成空间各向异性。为改善这一问题,近年来,学者提出了一种新的被称之为面中心立方体网格（Face Center Cube Mesh,FCC网格）的空间离散模型。该模型和常规的Yee元胞空间离散网格模型相比空间抽样分布密度较大,因此该FCC-FDTD方法有良好的各向同性效果,能较大的改善计算精度。论文在前人的工作基础上,研究了基于FCC网格的近似完全匹配层（Nearly Perfectly Matched Layer,NPML）吸收边界条件和周期边界条件,并通过数值实验算例进行了验证。首先,详细介绍了FCC网格的特点,以及电场FCC网格和磁场FCC网格的相互之间的关系,随后简单介绍了FCC-F... 

【文章来源】：江苏大学江苏省

【文章页数】：65 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
        1.2.1 FDTD方法概况及其进展
        1.2.2 FCC-FDTD方法概况及其进展
    1.3 本文内容安排
    1.4 本章小结
第二章 基于FCC网格的FDTD方法简介
    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 NPML吸收边界条件研究
    3.1 NPML方法的提出
    3.2 基于FCC网格的NPML吸收边界迭代式推导
    3.3 FCC-FDTD方法的稳定性条件
    3.4 数值验证
    3.5 本章小结
第四章 基于FCC-FDTD方法的周期边界条件研究
    4.1 Floquet定理
    4.2 垂直入射下的FCC-FDTD周期边界条件
    4.3 数值验证
    4.4 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]基于FDTD算法的周期结构分析[J]. 许林青,赵建平,张仕顺,杨君,徐娟.  通信技术. 2019(04)
[2]截断各向异性介质的修正NPML吸收边界条件[J]. 施丽娟,杨利霞,夏景.  电波科学学报. 2017(02)
[3]基于紧致差分格式的高效时域有限差分算法[J]. 况晓静,王道平,张量,吴先良,沈晶,沈勐.  计算物理. 2014(01)
[4]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)
[5]等离子体涂覆三维目标的改进Z-FDTD方法分析[J]. 刘建晓,尹志会.  微波学报. 2012(02)
[6]二维麦克斯韦方程分裂的高阶时域有限差分方法[J]. 谷秀芹,高理平.  科学技术与工程. 2010(07)
[7]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)
[8]电磁波传输时域有限差分方法及仿真[J]. 杨利霞,谢应涛.  计算机仿真. 2009(11)
[9]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)

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：3184101