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保留散度无条件稳定FDTD确定电磁特性的方法及系统技术方案

技术编号:42480675 阅读:13 留言:0更新日期:2024-08-21 13:01
本发明专利技术公开一种保留散度无条件稳定FDTD确定电磁特性的方法及系统。该方法包括:设置仿真空间的参数以及电磁场变量的初始状态;获取麦克斯韦方程组;根据电通量密度与电场强度的本构关系,利用z变换技术处理多级Debye以及Drude‑Lorentz色散介质,得到时谐场下色散介质的递推式;根据时谐场下色散介质的递推式和麦克斯韦方程组,采用保留散度的交替方向隐式FDTD方法进行离散,得到仿真色散介质保留散度的交替方向隐式FDTD数值迭代公式;根据保留散度的交替方向隐式FDTD数值迭代公式对设定物质的电磁特性进行仿真,得到电磁波在设定物质中的传输特性。本发明专利技术能够实现色散介质电磁特性精确模拟。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及电磁学仿真,特别是涉及一种保留散度无条件稳定fdtd确定电磁特性的方法及系统。


技术介绍

1、随着新型电子纳米器件和光学器材的迅速发展,结构的复杂化和尺度的多样化成为趋势,尤其是在需要精细网格剖分的色散介质结构中,仿真效率面临巨大挑战。因此,在电磁学仿真领域,提升计算效率成为当务之急。标准时域有限差分(fdtd)方法是一种非常实用的技术,它结合了计算机技术,用于解决复杂的电磁问题。自yee于1966年提出以来,fdtd方法发展迅速,并得到了广泛应用。从电磁散射、电磁兼容、波导与谐振腔系统、天线辐射特性的研究,到电磁波生物效应、微波及毫米波集成电路分析、超高速集成电路互连封装电磁特性分析,以及复杂介质中的电磁传播、逆散射与遥感,几乎都有时域有限差分法的应用。

2、fdtd方法将空间电磁场离散为yee元胞,将麦克斯韦旋度方程转化为差分方程,表述简明、容易理解。通过时间轴上逐步推进地求解,具有良好的稳定性和收敛性,在工程电磁学各个领域备受重视。然而,标准的fdtd方法属于显式差分法,解的过程必须满足稳定性条件,即courant条件。这限本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种保留散度无条件稳定FDTD确定电磁特性的方法,其特征在于,所述方法包括:

2.根据权利要求1所述的保留散度无条件稳定FDTD确定电磁特性的方法,其特征在于,所述根据电通量密度与电场强度的本构关系,利用z变换技术处理多级Debye以及Drude-Lorentz色散介质,得到时谐场下色散介质的递推式,具体包括:

3.根据权利要求2所述的保留散度无条件稳定FDTD确定电磁特性的方法,其特征在于,所述方法还包括:

4.根据权利要求2所述的保留散度无条件稳定FDTD确定电磁特性的方法,其特征在于,所述根据所述保留散度的交替方向隐式FDTD数值迭代公式对设...

【技术特征摘要】

1.一种保留散度无条件稳定fdtd确定电磁特性的方法,其特征在于,所述方法包括:

2.根据权利要求1所述的保留散度无条件稳定fdtd确定电磁特性的方法,其特征在于,所述根据电通量密度与电场强度的本构关系,利用z变换技术处理多级debye以及drude-lorentz色散介质,得到时谐场下色散介质的递推式,具体包括:

3.根据权利要求2所述的保留散度无条件稳定fdtd确定电磁特性的方法,其特征在于,所述方法还包括:

4.根据权利要求2所述的保留散度无条件稳定fdtd确定电磁特性的方法,其特征在于,所述根据所述保留散度的交替方向隐式fdtd数值迭代公式对设定物质的电磁特性进行仿真,得到电磁波在所述设定物质中...

【专利技术属性】
技术研发人员:谢国大侯桂林陈毅丁文洁黄志祥
申请(专利权)人:安徽大学
类型:发明
国别省市:

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