一种求解复杂时域电磁问题的快速多尺度计算方法技术

技术编号:19745708 阅读:45 留言:0更新日期:2018-12-12 04:49
本发明专利技术提供了一种求解复杂时域电磁问题的快速多尺度计算方法,属于时域电磁场求解领域。本方法将复杂的多尺度电磁问题分离成两个部分:宏观尺度与微观尺度。通过在局部微观尺度进行求解得到多尺度基函数,并将其带入宏观尺度进行求解,即可得到较为精确地电磁场。本发明专利技术在求解复杂时域电磁问题时效率较高,实现了尺度分离,可以在宏观尺度上得到较为精确的解,易于实现并行,是一种具有良好稳定性的多尺度电磁问题数值计算方法。

【技术实现步骤摘要】
一种求解复杂时域电磁问题的快速多尺度计算方法
本专利技术属于时域电磁场求解领域,特别涉及一种求解复杂时域电磁问题的快速多尺度计算方法。
技术介绍
随着科技的不断进步,在计算电磁学领域面临着越来越多地精细结构甚至是纳米尺度的问题。在这些多尺度电磁问题中,使用有限差分法是难以解决的。而如果使用有限元方法求解,为了能捕捉到在小尺度上产生的物理特性的变化,网格需要划分的足够精细,从而极大的增加了计算量。在某些特殊情况下,因为网格尺寸变化过于剧烈,即使消耗很多的计算资源也不能得到准确地解,甚至会导致问题无法求解。由此可见,传统的有限元方法在解决多尺度问题时往往会耗费很大的计算时间与计算资源,而且精度不高,得不偿失。因此在多尺度计算方面需要一种尽可能在宏观尺度上抓住小尺度的信息,同时又能保证计算精度的数值计算方法。随着多尺度问题成为研究热点以来,很多不同种类的多尺度计算方法逐渐被提出来,其中包括均匀化与平均化方法(HomogenizationMethod,HM)、异质多尺度方法(HeterogeneousMultiscaleMethod,HMM)、多尺度有限元方法(MultiscaleFinit本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种求解复杂时域电磁问题的快速多尺度计算方法,其特征在于,包括以下步骤:步骤1,根据实际电磁情况选择计算模型;步骤2,对求解域进行网格划分,其中,分为宏观单元和局部微观单元;步骤3,建立求解域的麦克斯韦方程组,并引入杂交变量,通过迦辽金方法构造麦克斯韦方程组的杂交弱形式,对电磁场进行线性分解;步骤4,对宏观单元进行分析,构造基函数,在宏观单元上建立宏观尺度的全局问题;步骤5,在局部微观单元上通过基于二阶蛙跳格式的时域间断伽辽金法(LF2‑DGTD方法)进行时间和空间离散,构造局部微观单元的求解问题,集成局部微观单元的求解问题所需的局部微观单元矩阵,并通过GPU并行方法进行求解;步骤6,将求...

【技术特征摘要】
2018.04.11 CN 20181032116761.一种求解复杂时域电磁问题的快速多尺度计算方法,其特征在于,包括以下步骤:步骤1,根据实际电磁情况选择计算模型;步骤2,对求解域进行网格划分,其中,分为宏观单元和局部微观单元;步骤3,建立求解域的麦克斯韦方程组,并引入杂交变量,通过迦辽金方法构造麦克斯韦方程组的杂交弱形式,对电磁场进行线性分解;步骤4,对宏观单元进行分析,构造基函数,在宏观单元上建立宏观尺度的全局问题;步骤5,在局部微观单元上通过基于二阶蛙跳格式的时域间断伽辽金法(LF2-DGTD方法)进行时间和空间离散,构造局部微观单元的求解问题,集成局部微观单元的求解问题所需的局部微观单元矩阵,并通过GPU并行方法进行求解;步骤6,将求解得到的基函数代入全局问题更新宏观变量,并进行更新求解,得到电场磁场值;步骤7,通过时间迭代,得到所需的时域电磁场的解。2.如权利要求1所述的求解复杂时域电磁问题的快速多尺度计算方法,其特征在于,所述步骤2包括以下流程:步骤21,将求解域分为数个互不重叠的宏观单元;步骤22,将每个宏观单元划分为数个局部微观单元。3...

【专利技术属性】
技术研发人员:徐立刘炳岐杨中海李斌
申请(专利权)人:电子科技大学
类型:发明
国别省市:四川,51

网友询问留言 已有0条评论
  • 还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。

1