基于FDTD的多层网格逐步逼近计算电磁场

将基于FDTD的由粗到细网格逐步逼近计算电磁场的方法应用于内置带裂缝的金属谐振腔的电磁场的计算,并研究网格从大到小的变化过程中,始终保持谐振腔边界面的位置不变,该方法的计算精度和效率.结果表明：该方法与FDTD方法计算电磁场的精度一致,但效率明显提高.

20年 1月 08 1

浙江

教

育学院学

报

No e b r瑚 8 vm eNo 6 .

第 6期

J U N LO H J N D C IO SIU' O R A FZ EI G E U A 1 N I TT’ A I N l E

基于 F T D D的多层网格逐步逼近计算电磁场吴小倩(江教育学院理工学院，江杭州 30 1)浙浙 10 2

摘要 -将基于 F T D D的由粗到细网格逐步逼近计算电磁场的方法应用于内置带裂缝的金属谐振腔的电磁场的计算，并研究网格从大到小的变化过程中，始终保持谐振腔边界面的位置不变，方法的计算精度和效率 .果表明：方法与 F T该结该 D D方法计算电磁场的精度一致，效率明显提高 .但 关键词：电磁场；时域有限差分法( D D; F T )谐振中图分类号：4 1文献标识码：文章编号：61 67(080— 02 0 O4. 4 A 17— 542o)6 06— 6

1引言

时域有限差分法 ( D D因其简单、观、用性强，已被广泛应用于包括电磁散射、 FT )直通现辐射和电磁兼容等在内的几乎所有电磁问题的数值模拟中… .D D方法以 Y e FT e元胞为空间电磁

场离散单元，麦克斯韦旋度方程转化为差分方程，时间轴上逐步推进地求解，很好的稳将在有定性和收敛性 .

由于 F T D D方法是时域算法，当它用来计算谐振腔的电磁场问题时，收敛很慢，需要计算很长时间步，能达到稳定状态，才而且 F T D D方法计算得到的谐振频率还与离散网格的划分有

关 _,以系统地分析这样的问题，要耗费大量的资源 . 2所 J需由此文献[]出基于 F T 3提 D D的由粗到细网格逐步逼近计算电磁场的方法，对内置带裂缝的金属谐振腔的电磁场用二维 T波并 M

进行数值模拟，效率明显提高 .献[]文 4又将该方法拓展到二维 T E波的数值模拟，果也很理结想 .文将继续研究网格从大到小的变化过程中，终保持谐振腔边界面的位置不变，本始该方法

的计算精度和效率 .2时域有限差分法 ( D D) FT

时域有限差分 ( D D方法是 K. . e在 16 FT ) SY e 9 6年首次提出来的一种电磁场数值计算的新方法，

基本原理是对电磁场的电场分量和磁场分量在空间和时间上采取交替抽样的离散方其

式，每个电场分量周围有四个磁场分量环绕，每个磁场分量周围有四个电场分量环绕，应用这种离散方式将含时间变量的麦克斯韦旋度方程转化为一组差分方程，在时间轴上逐步推进并地求解空间电磁场]因而， .由给定相应电磁问题的初始值，D D方法就可以逐步地求得以后 FT

各个时刻空间电磁场的分布 .体的迭代公式见文献[]具 5.收稿日期：08—1 20 0—0 7课题项目：江省教育厅科研计划项啊(063 1浙 200 3 )

作者简介：小倩 (9 2一)女，江杭州人，江教育学院理工学院物理系副教授吴 16,浙浙