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电磁波在等离子体中传播的二维fdtd数值计算

上传者:徐小白 |  格式:ppt  |  页数:34 |  大小:2983KB

文档介绍
РРР波动方程:Р电子流体方程:РР第四页,共34页。РР差分方程的边界条件Р金属边界条件Р入射边界条件РР当入射边界取距离入射点足够远时,使得反射回来的电磁波在等离子体边界面附近经过自由空间一个或者几个周期还没有到达起始点,可以不考虑入射边界对电磁波传播的影响。РР第五页,共34页。РР二维波动方程求解的困难Р差分格式要采用二维的差分格式,这决定差分得到的方程较为复杂。??????为了避免边界截断造成的非物理型反射影响,使得整个计算域的空间要取得足够大,这对计算机软硬件都存在很大的依赖,最明显的是计算机内存要足够大。РР第六页,共34页。РРFDTD算法进行等离子体数值模拟РFDTD算法,其空间节点采用Yee元胞的方法,电场和磁场节点空间与时间上都采用交错抽样,因而使得麦克斯韦旋度方程离散后构成显式差分方程,相比较与前面的波动方程求解,计算得到大大简化。??由于FDTD采用吸收边界条件的方法,使得计算可以在有限的空间范围内进行,这样就可以降低程序对计算机硬件的要求。РР第七页,共34页。РР时域有限差分法(FDTD)基本思想РFDTD算法是K.S.Yee于1966年提出的、直接对麦克斯韦方程作差分处理、来解决电磁脉冲在电磁介质中传播和反射问题的算法。基本思想是:FDTD计算域空间节点采用Yee元胞的方法,同时电场和磁场节点空间与时间上都采用交错抽样;把整个计算域划分成包括散射体的总场区以及只有反射波的散射场区,这两个区域是以连接边界相连接,最外边是采用特殊的吸收边界,同时在这两个边界之间有个输出边界,用于近、远场转换;在连接边界上采用连接边界条件加入入射波,从而使得入射波限制在总场区域;在吸收边界上采用吸收边界条件,尽量消除反射波在吸收边界上的非物理性反射波。РР第八页,共34页。РРFDTD示意图РР第九页,共34页。РР二维TM波的麦克斯韦方程组РР第十页,共34页。

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