HIE-FDTD方法的基本理論、運用和發展
關鍵詞：計算電磁學 時域有限差分方法 混合顯隱式差分
摘要：時域有限差分(finite-difference time-domain,FDTD)方法是一種應用廣泛的時域電磁計算方法,但由于需滿足Courant-Friedrich-Levy時間穩定性條件,因此該方法的時間步長由模擬空間的最小網格尺寸所決定,導致在模擬具有精細結構的電磁問題時,計算效率非常低。為了克服該缺點,研究者們提出了混合顯隱式時域有限差分(hybrid implicit-explicit finite- difference time-domain, HIE-FDTD)方法。HIE-FDTD方法在沿精細結構所在方向上采用混合顯隱式差分,可以避免精細網格對時間步長的限制,在模擬沿一個方向具有精細結構的電磁問題時,與FDTD方法相比,具有更高的計算效率。分析了HIE-FDTD方法的基本公式、時間穩定性條件和色散誤差,闡述了HIE-FDTD方法的連接邊界、吸收邊界和周期邊界等邊界條件,介紹了HIE-FDTD方法的應用和發展狀況。
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