电磁场时域解的差分-谱混合方法

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电磁场时域解的差分-谱混合方法

齐红星, 陈树德, 乔登江, 庞小峰

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齐红星, 陈树德, 乔登江, 庞小峰. 电磁场时域解的差分-谱混合方法[J]. 电子科技大学学报, 2004, 33(4): 349-352.

引用本文:

齐红星, 陈树德, 乔登江, 庞小峰. 电磁场时域解的差分-谱混合方法[J]. 电子科技大学学报, 2004, 33(4): 349-352.

Qi Hongxing, Chen Shude, Qiao Dengjiang, Pang Xiaofeng. A Difference-Spectrum Hybrid Method for the Solution of Maxwell Equations in Time Domain[J]. Journal of University of Electronic Science and Technology of China, 2004, 33(4): 349-352.

Citation:

Qi Hongxing, Chen Shude, Qiao Dengjiang, Pang Xiaofeng. A Difference-Spectrum Hybrid Method for the Solution of Maxwell Equations in Time Domain[J]. Journal of University of Electronic Science and Technology of China, 2004, 33(4): 349-352.

电磁场时域解的差分-谱混合方法

1.
华东师范大学物理系上海 200062;
2.
电子科技大学生命科学与技术学院成都 610054

基金项目:

国家自然科学基金资助项目(50137030)

作者简介:
齐红星(1974-),男,博士生,主要从事电磁计算方面的研究.

中图分类号: TP301.6

A Difference-Spectrum Hybrid Method for the Solution of Maxwell Equations in Time Domain

1.
Department of Physics,East China Normal University Shanghai 200062;
2.
School of Science & Technology,UEST of China Chengdu 610054

摘要: 经典的时域有限差分方法由于受到稳定性条件限制,在分析含有细微结构的散射体时,计算代价很高。为克服这一缺陷,提出了一种求电磁问题时域解的差分-谱混合方法。文中采用适当近似,将Maxwell方程中各物理量作周期延拓,利用延拓前后各物理量在第一个周期上保持不变,其频谱由连续谱变为离散谱的特性,将连续谱问题转化为离散谱求解。周期延拓后,空间各点场量的离散谱通过求解频域Maxwell差分方程得到,利用Fourier逆变换导出原问题的时域解。该方法的优点是不受稳定性条件的限制,对处理散射体特征结构尺寸远小于激励源波长的电磁问题明显优于FDTD方法,而且它能处理任何线性色散介质,和完全匹配层边界条件结合使用时不需要额外代码。数值试验表明,该方法实现简单,精度高。
- 差分-谱混合方法 /
- 周期延拓 /
- 色散介质 /
- 绝对稳定中
Abstract: A novel difference-spectrum hybrid numerical technique is proposed in this paper. In this method, each time dependent variable in Maxwell's equations is periodically continued with proper approximation, which results in the conversion of the continuous-spectrum problem to a discrete one by virtue of the consistent of solution before and after periodical continuation in the first period. The discrete spectra of the field quantities after continuation are obtained from difference Maxwell curl equations in frequency-domain and the time-domain solution of the original problem is derived from their inverse Fourier transforms. The strong point of the proposed method is its high capability of calculating any dispersive media and utilizing PML boundary condition without additional codes. Due to its unconditional stability, this technique excels Yee's FDTD in dealing with electromagnetic problems where the characteristic sizes of the scatter are much larger than the wavelength of the stimulant source. Numerical experiments demonstrate its effectiveness, easy implementation and high precision.
- difference-spectrum hybrid method /
- periodical continuation /
- dispersive media /
- unconditional stability

[1]	李用江, 张睿哲, 葛建华, 孙志林. 三维Arnold映射的周期及在图像加密中的应用 . 电子科技大学学报, 2015, 44(2): 289-294. doi: 10.3969/j.issn.1001-0548.2015.02.022
[2]	李广明, 李秀平, 王善进. 周期场中片状束输运的非线性行为 . 电子科技大学学报, 2015, 44(4): 539-543. doi: 10.3969/j.issn.1001-0548.2015.04.012
[3]	徐常伟, 朱峰, 刘丽娜, 牛大鹏. 二维介质散射的T矩阵方法与解析解的一致性分析 . 电子科技大学学报, 2013, 42(1): 41-43,86. doi: 10.3969/j.issn.1001-0548.2013.01.010
[4]	杨成林, 田书林, 龙兵. 模拟故障诊断中的容差处理方法研究 . 电子科技大学学报, 2011, 40(1): 47-52. doi: 10.3969/j.issn.1001-0548.2011.01.009
[5]	叶笠, 王厚军, 叶芃, 田书林. 容差模拟电路诊断中故障隔离的几何方法 . 电子科技大学学报, 2011, 40(1): 53-57. doi: 10.3969/j.issn.1001-0548.2011.01.010
[6]	董彬虹, 唐诚, 李少谦. 基于状态网格图的差分跳频G函数构造方法研究 . 电子科技大学学报, 2011, 40(4): 497-500.
[7]	董晓丽, 胡予濮, 陈杰. 不可能差分攻击AES中的新密钥筛选算法 . 电子科技大学学报, 2011, 40(3): 396-400. doi: 10.3969/j.issn.1001-0548.2011.03.014
[8]	周秀云, 何晓渝, 冯中正. 左中右差分绝对值最大法的边缘检测方法研究 . 电子科技大学学报, 2010, 39(3): 388-391. doi: 10.3969/j.issn.1001-0548.2010.03.014
[9]	段晓勇, 彭仕政, 李龙武, 张玉强, 卫高峰, 刘晓春. 时谐偶极子在介质球头模型中的电位分布 . 电子科技大学学报, 2008, 37(1): 134-137.
[10]	李悦宝, 祝大军, 刘盛纲. 周期性介质切伦柯夫脉塞的粒子模拟 . 电子科技大学学报, 2008, 37(5): 730-732,796.
[11]	陈旭东, 朱清新, 廖勇, 匡平, 熊光泽. 一种非周期软实时系统的缓冲设计方法 . 电子科技大学学报, 2007, 36(3): 548-550.
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[13]	李月卉, 安晓强. 一种抑制OCDMA系统色散和非线性效应的方法 . 电子科技大学学报, 2007, 36(5): 900-902,914.
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[15]	郑光金, 陈福深, 战丽丽, 李纯丹. 级联光纤中色散与自相位调制的相互作用 . 电子科技大学学报, 2004, 33(6): 674-677.
[16]	李纯丹, 陈福深, 郑光金. 一种光纤色散监测的改进方法 . 电子科技大学学报, 2004, 33(6): 686-689.
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[18]	杨成韬, 张鹰, 李言荣. XPS谱在磁光介质可靠性分析中的应用 . 电子科技大学学报, 2001, 30(2): 129-133.
[19]	喻志远, 林为干. 波动方程二阶差分方法的研究及在矩形波导中的应用 . 电子科技大学学报, 1999, 28(1): 37-40.
[20]	王莉, 章毅. 控制系统的绝对稳定性 . 电子科技大学学报, 1997, 26(3): 308-313.

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电磁场时域解的差分-谱混合方法

1. 华东师范大学物理系上海 200062;

2. 电子科技大学生命科学与技术学院成都 610054

基金项目:

国家自然科学基金资助项目(50137030)

作者简介:
齐红星(1974-),男,博士生,主要从事电磁计算方面的研究.

收稿日期: 2003-11-03
刊出日期: 2004-08-15

中图分类号: TP301.6

关键词:

摘要: 经典的时域有限差分方法由于受到稳定性条件限制,在分析含有细微结构的散射体时,计算代价很高。为克服这一缺陷,提出了一种求电磁问题时域解的差分-谱混合方法。文中采用适当近似,将Maxwell方程中各物理量作周期延拓,利用延拓前后各物理量在第一个周期上保持不变,其频谱由连续谱变为离散谱的特性,将连续谱问题转化为离散谱求解。周期延拓后,空间各点场量的离散谱通过求解频域Maxwell差分方程得到,利用Fourier逆变换导出原问题的时域解。该方法的优点是不受稳定性条件的限制,对处理散射体特征结构尺寸远小于激励源波长的电磁问题明显优于FDTD方法,而且它能处理任何线性色散介质,和完全匹配层边界条件结合使用时不需要额外代码。数值试验表明,该方法实现简单,精度高。

English Abstract

齐红星, 陈树德, 乔登江, 庞小峰. 电磁场时域解的差分-谱混合方法[J]. 电子科技大学学报, 2004, 33(4): 349-352.

引用本文:

齐红星, 陈树德, 乔登江, 庞小峰. 电磁场时域解的差分-谱混合方法[J]. 电子科技大学学报, 2004, 33(4): 349-352.

Qi Hongxing, Chen Shude, Qiao Dengjiang, Pang Xiaofeng. A Difference-Spectrum Hybrid Method for the Solution of Maxwell Equations in Time Domain[J]. Journal of University of Electronic Science and Technology of China, 2004, 33(4): 349-352.

Citation:

Qi Hongxing, Chen Shude, Qiao Dengjiang, Pang Xiaofeng. A Difference-Spectrum Hybrid Method for the Solution of Maxwell Equations in Time Domain[J]. Journal of University of Electronic Science and Technology of China, 2004, 33(4): 349-352.

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