基于FDTD模擬TM波傳播的數(shù)值穩(wěn)定性分析.pdf

1、近年來，隨著計(jì)算機(jī)性能的不斷提高和數(shù)值理論的不斷發(fā)展，計(jì)算電磁學(xué)取得了很大的進(jìn)展。其中，時(shí)域有限差分法由于具有一些非常突出的優(yōu)點(diǎn)，得到了越來越廣泛的重視和應(yīng)用。 本文首先介紹了計(jì)算電磁學(xué)和時(shí)域有限差分法的特點(diǎn)及應(yīng)用，說明了時(shí)域有限差分法作為通用電磁仿真工具的可行性；其次對(duì)時(shí)域有限差分法的基本原理做了概要的介紹，主要包括時(shí)域有限差分法的基本方程的建立和推導(dǎo)、時(shí)域有限差分法的數(shù)值穩(wěn)定性、數(shù)值色散和吸收邊界條件，并通過仿真估算了不同的

2、空間步長所引起的數(shù)值色散的大小。 本文的重點(diǎn)在于結(jié)合時(shí)域有限差分法的基本原理，在合理選擇并設(shè)置激勵(lì)源和吸收邊界條件的基礎(chǔ)上，構(gòu)建了應(yīng)用時(shí)域有限差分法模擬的程序流程圖，在matlab7.0的平臺(tái)上對(duì)二維空間中TM波的傳播進(jìn)行了仿真。應(yīng)用時(shí)域有限差分法仿真得到的動(dòng)畫，形象地展示了人為選取的時(shí)間步長和空間步長對(duì)時(shí)域有限差分法的數(shù)值穩(wěn)定性所造成的影響。通過對(duì)參數(shù)在不同時(shí)間步長和空間步長情況下的電場(chǎng)和磁場(chǎng)的仿真波形圖進(jìn)行對(duì)比分析，給出了對(duì)