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相似文献
 共查询到16条相似文献,搜索用时 140 毫秒
1.
王文兵  周辉  马良  程引会  刘逸飞  郭景海  赵墨 《强激光与粒子束》2018,30(7):073205-1-073205-8
提出了一种基于共形网格技术的共形单步交替方向隐式时域有限差分(CLeapfrog ADI-FDTD)方法。与常规FDTD方法相比,此方法能够减小由于目标边界不契合网格划分而引入的阶梯近似误差,提高算法计算不规则目标时的精度;同时算法稳定性更强,计算效率更高。由于引入共形技术后显著降低了原差分法的无条件稳定性,本文利用增长矩阵本征值方法理论分析了算法的稳定性,然后采用了一种改进的共形面积计算方法,在此基础上提出了一种稳定性更高的改进的共形单步交替方向隐式时域有限差分(ICLeapfrog ADI-FDTD)方法。数值算例验证了ICLeapfrog ADI-FDTD是一种具有高稳定性和高精度的高效算法。  相似文献   

2.
姜彦南  刘文  王娇  张文翠 《计算物理》2015,32(6):701-708
提出用于瞬变电磁法(TEM)模拟的时域有限差分(FDTD)算法中的卷积完全匹配层(CPML)吸收边界条件.首先,在磁场散度方程显式处理条件下,计算磁场z分量时,构造出一种计算时域卷积项的方法,并详细推导计算磁场z分量的表达式.而后,对均匀半空间模型进行数值计算.结果表明,提出的CPML吸收边界条件在保证计算精度的前提下,实现了瞬变电磁法时域有限差分高效正演计算.  相似文献   

3.
一种新时域交替隐式差分算法在散射问题中的应用   总被引:1,自引:0,他引:1       下载免费PDF全文
汤炜  闫玉波  李清亮  吴振森 《物理学报》2004,53(12):4173-4180
提出一种新时域交替隐式有限差分(ADI-FDTD)算法格式. 传统ADI-FDTD算法的 场量步进方程涉及周围若干网格的较多场量,导致两个区域的步进方程处理较困难:一个是 邻近完全匹配层(PML)和散射场交界区,另一个是邻近连接边界区. 特别是后者,考虑入射 波影响需对场量所在区域判断,根据不同情况对原有方程进行修正,一维和二维散射问题 相对简单,可三维问题修正式有数十种之多而几乎无法完成. 本方法基于分裂场形式的ADI- FDTD技术,使得散射场区和PML吸收层区的表达形式完全一致,从而忽略两者差别.另 关键词: 时域交替隐式有限差分算法 电磁散射  相似文献   

4.
平面光波导放大器中光场分布的一种计算方法   总被引:3,自引:1,他引:2  
陈海燕  刘永智 《计算物理》2002,19(3):221-223
用交变隐式差分方向的时域有限差分法(ADI-FDTD)计算了掺Er3+玻璃平面光波导放大器中光场的分布.其算法简单,结果无条件稳定,能完全模拟波导中的光场特性.  相似文献   

5.
Er与Yb共掺波导放大器的ADI-FDTD数值模拟   总被引:1,自引:0,他引:1  
提出了一种新的简单的数值计算方法模拟Er与Yb共掺磷酸盐玻璃波导放大器(EYCDWA)的增益特性.该方法是基于交变隐式差分方向的时域有限差分法(ADI-FDTD)的迭代方法,用ADI-FDTD计算波导中的光场强度分布,用迭代法研究光波的传输方程.数值结果表明,增加光波导长度和提高Er3+浓度是提高EYCD WA增益的两种重要途径,Yb3+起能量传递的作用,Er/Yb的比率取1~4较好.  相似文献   

6.
一种色散介质FDTD通用吸收边界   总被引:3,自引:0,他引:3       下载免费PDF全文
魏兵  李小勇  王飞  葛德彪 《物理学报》2009,58(9):6174-6178
由单轴各向异性介质所满足的场方程出发,并根据相位匹配原理以得到介质中的色散关系和无反射条件.结合频域到时域的转换关系(即用/t代替jω)和移位算子时域有限差分(SO-FDTD)方法提出了一种适用于各向同性常见色散介质模型,包括德拜模型、洛伦兹模型、德鲁德模型等的通用UPML吸收边界.数值结果表明了该算法的通用性和高效性. 关键词: 时域有限差分 吸收边界 移位算子 色散介质  相似文献   

7.
探讨探地雷达正演模拟中,应用广义完全匹配层(GPML)吸收边界条件时的模拟效果.利用时域有限差分(FDTD)法将麦克斯韦方程离散化,再采用Mur超吸收边界条件和GPML吸收边界条件吸收向外的电磁波,模拟充水岩溶的雷达图像;同时,采用GPML吸收边界条件模拟多个圆柱体异常模型和倾斜界面异常模型的探地雷达剖面图像.对模拟结果的分析可知,GPML吸收边界条件可有效地吸收向外的电磁波,其吸收效果优于Mur超吸收边界条件,在探地雷达的应用中可推广应用.  相似文献   

8.
张波 《物理学报》2005,54(12):5677-5682
设计优化了用于截断二维正方格子介质柱光子晶体波导的分布布拉格反射波导的结构.二维时域有限差分数值模拟结果显示,在上述两种波导联接处的反射系数可以在大部分光子晶体波导导波的频谱范围内降到1%以下.将这种分布布拉格反射波导和通常的吸收边界条件相结合可以构成用于光子晶体波导的吸收边界条件,其反射率可以降低到-40dB以下,吸收层的厚度可取为晶格长度的1.3倍. 关键词: 吸收边界条件 光子晶体波导 时域有限差分  相似文献   

9.
从慢变包络(SVEA)时域光传输方程出发,对比了综合道格拉斯(GD)和传统的中心差分(CN)两种离散化格式,指出GD法比CN法精度有了很大提高.重点讨论了GD法的TD-BPM边界处理问题,给出了吸收边界和透明边界离散的显式和隐式表达式,分析并确定了交替方向隐式法(ADIM)的边界处理方式;同时,对激励源加入的连接边界进行了仔细讨论.结果表明对于隐式GD-TD-BPM法边界处理应采用隐式,中间激励更能反映光波导反射场的情况.  相似文献   

10.
基于Liao氏吸收边界条件的四阶FDTD算法   总被引:3,自引:0,他引:3  
建立了在空间上用四阶差分的时域有限差分法的 Liao氏吸收边界,证明了四阶差分具有比二阶差分更小的数值色散.空间上用四阶差分的时域差分法将有助于人们对尺寸较大的物体如光纤等光波导的数值分析.  相似文献   

11.
卷积完全匹配层截断3维金属矩形波导的应用研究   总被引:5,自引:5,他引:0       下载免费PDF全文
 讨论了高功率微波源模拟中波导开放边界截断的需求,分析了不同类型完全匹配层(PML)的特点,选用卷积形式PML截断色散波导器件的开放边界。从自由空间电磁波的平面波解和分裂形式的PML出发,构造了未分裂形式的PML,用傅里叶变换的卷积定理,导出了直角坐标系下卷积完全匹配层(CPML)介质中电磁场的迭代形式的离散方程。在不同频率和模式激励源作用下,模拟计算了CPML截断矩形波导开放边界的性能,数值结果表明最大相对误差都小于-70 dB,远好于Mur吸收边界的截断效果。  相似文献   

12.
张永杰  孙秦 《计算物理》2009,26(4):574-578
基于共形完全匹配层(CPML)吸收边界,构造一种共形完全匹配层矢量单元按层积分算法,将多层单元积分运算叠加到一层单元中进行,用多层单元剖分,以一层单元计算矩阵元素,即保留了多层单元的几何和材料信息,又减少了单元数量和计算量.数值算例表明,这种按层积分CPML吸收效果好,计算量小,可靠,高效.  相似文献   

13.
颛孙旭  马西奎 《物理学报》2012,61(11):110206-110206
基于伸展坐标完全匹配层方程和辅助微分方程 方法, 给出了一种在时域有限差分(FDTD) 计算中适用于常见色散介质的通用边界条件算法. 该算法适用于任意阶的FDTD空间差分, 并且由于所采用的D-H方程独立于计算区域, 所以可以被用于截断任意电介质. 数值试验结果表明, 与卷积完全匹配层 算法相比较, 所提出的吸收边界条件算法不仅通用性强、 计算复杂度低、 计算时间短, 并且吸收效果有明显的提高.  相似文献   

14.
裴正林 《应用声学》2013,32(6):425-432
本文从Taylor级数展开式出发,推导出了交错网格一阶空间导数的任意偶数阶精度展开式和相应差分系数计算式;从本构方程和运动方程推导出了BISQ模型双相介质一阶双曲型应力-速度弹性波方程交错网格任意偶数阶精度差分格式以及推导出二维双相各向同性介质完全吸收层边界条件公式和相应的高阶交错网格差分格式。通过数值模拟研究表明,该方法边界吸收效果好,稳定性好,能够高精度模拟双相介质中地震弹性波场,且计算效率也高。  相似文献   

15.
用MEI方法研究脉冲线源辐射问题   总被引:2,自引:1,他引:1       下载免费PDF全文
 脉冲线电流源的辐射问题是研究高功率微波辐射、传播和散射问题的基础。用时域有限差分方法结合时域MEI吸收边界条件来对该问题进行求解,通过与不同种类边界条件配合得出的数值解的比较可以证明,利用时域MEI方法的一阶吸收边界条件对线源辐射问题进行处理时,可以使截断边界离源更近,从而减少了计算量,并达到提高计算精度的目的。  相似文献   

16.
用传输矩阵法(TMM)研究二维光子晶体传输特性   总被引:8,自引:0,他引:8  
将传输矩阵法(TMM)用于光子晶体传输特性的理论研究,采用Mur近似吸收边界和周期边界来截断计算区域,研究了以TM模正入射时,二维方格子光子晶体在完整周期结构下和有缺陷结构下的透过率谱;在微波波段制作了光子晶体模型,并设计了实验装置;实验与数值模拟计算取得了基本一致的结果。  相似文献   

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