一维时域有限差分方法研究文献综述
2020-04-13 13:41:13
1. 前言 随着计算机技术的发展,求解麦克斯韦方程的数值解方法也越来越多。
自1966年Yee首次提出时域有限差分(FDTD)方法后,这一方法得到迅速发展和广泛应用。
其主要思路是在三维空间和时间轴上对场量离散,并且用中心差分代替偏微分,将麦克斯韦方程组转化为差分方程,通过在时间轴和空间轴上采取蛙跳法(leap frog)逐步推进地求解,最终求出一定边值与初值条件下的空间场解。
随着计算机技术的发展,近年来FDTD计算技术也得到了越来越多的应用。
对于FDTD算法的编程求解,最常用的有VC和FORTRUN,而MATLAB作为一种可视化效果很好的科学计算软件,在FDTD计算中能充分发挥编程简单、可视化程度高、能显示动态场效果的特点。
一维时域有限差分方法就是对麦克斯韦方程的差分与归一化处理。
此方法可以在计算中将空间某一样本点的电场与周围格点的磁场直接相关联,且介质参数已赋值给每一个元胞,因此可以处理复杂形状目标和非均匀直接物体的电磁散射、辐射等问题。
2. 研究现状 自1873 年麦克斯韦建立电磁场基本方程以来,电磁波理论和应用的发展已经有一百多年的历史。
目前,电磁波的研究已深入到各个领域,应用广泛。
电磁波在实际环境中的传播过程十分复杂,例如各种复杂目标的散射,复杂结构天线的辐射,在波导和微带结构中的传播,实际通信中城市环境、复杂地形及海面对电磁波传播的影响,等等。