截断各向异性介质的修正NPML吸收边界条件

发布时间：2018-06-13 04:13

  本文选题：各向异性介质 + 时域有限差分方法　； 参考：《电波科学学报》2017年02期

【摘要】：基于各向异性介质中的时域有限差分(Finite-Difference Time-Domain,FDTD)方法及近似完全匹配层(Nearly Perfect Match Layer,NPML)原理,提出一种截断各向异性介质的修正的NPML吸收边界条件.通过对Maxwell旋度方程中的空间偏导数进行坐标拉伸并结合空间插值方法,推导出易于在FDTD方法中实现的吸收边界公式.计算了电偶极子辐射场的反射误差,验证了这种吸收边界截断二维各向异性介质的有效性.三维算例中数值模拟了时谐场的相位分布,以及不同网格NPML吸收层随时间变化的反射误差.数值结果表明NPML吸收边界能有效吸收各向异性介质中的电磁波.
[Abstract]:Based on Finite-Difference Time-Domain FDTD (FDTD) method in anisotropic media and the near-perfect match NPMLs principle, a modified NPML absorbing boundary condition is proposed to truncate anisotropic media. By stretching the space partial derivative in Maxwell's curl equation and combining the spatial interpolation method, the absorbing boundary formula which is easy to realize in FDTD method is derived. The reflection error of the electric dipole radiation field is calculated and the validity of the absorption boundary truncation of the two-dimensional anisotropic medium is verified. The phase distribution of the time-harmonic field and the reflection error of NPML absorption layer with different grids are numerically simulated. Numerical results show that NPML absorbing boundary can effectively absorb electromagnetic waves in anisotropic media.
【作者单位】： 江苏大学理学院;江苏大学计算机科学与通信工程学院;
【基金】：国家自然科学基金(No.61601205) 江苏省自然科学基金(BK20160541,BK20150528) 江苏省高校自然科学研究面上项目(16KJB140003)
【分类号】：O241.8;O441

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本文编号：2012671