【英文题名】
The Second-Order Accurate FDTD Equations in Inhomogeneous Media
【作者】
丁海 ;
【导师】
褚庆昕 ;
【学位授予单位】
西安电子科技大学 ;
【学科专业名称】
电磁场与微波技术
【学位年度】
2006
【论文级别】
硕士
【网络出版投稿人】
西安电子科技大学
【网络出版投稿时间】
2006-12-29
【关键词】
时域有限差分法(FDTD) ;
二阶精度 ;
非均匀网格 ;
等效介电常数 ;
【英文关键词】
Finite-difference time-domain method (FDTD) ;
second order accuracy ;
nonuniform grids ;
effective permittivities ;
【中文摘要】
标准的时域有限差分法(FDTD)在处理不均匀媒质填充的网格时,计算精度会受到很大影响。在研究非均匀介质填充的情况时,人们通过选取适当的等效介电常数,一定程度上提高了计算精度,但是仍然没有达到二阶精度。基于不均匀网格,二维情况下的二阶精度FDTD方程已经提出,但算法忽略了非均匀网格的尺寸的变化,直接影响了计算精度。
本论文采用不均匀网格,重新设置了介质交接面处的电磁场节点,从积分形式的Maxwell方程出发,利用连续场量的泰勒级数展开,恰当地选取非均匀网格的尺寸,合理地构造等效介电常数,最后得到了介质交接面处二维情况下TE模式和TM模式的二阶精度FDTD方程。不但能保证二阶精度的实现,也使不均匀网格的划分更加合理,大大提高了算法的精度。应用二阶精度FDTD方程对二维介质谐振腔进行分析和模拟。
深入研究了三维情况下介质交接面处的二阶精度FDTD方程。综合考虑TE模式和TM模式,得到了满足二阶精度条件下的距离参数方程和等效介电常数公式,最后给出了介质交接面处三维情况下的二阶精度FDTD方程。实际模拟了三维介质谐振腔,分别在TE 101模式和T...
【英文摘要】
The standard Finite Difference Time Domain (FDTD) method is second order accurate, but the accuracy will descend if the grids include the inhomogeneous media. Many efforts tried to choose proper effective permittivities to improve the accuracy of FDTD equations at dielectric interfaces. In two dimensional case, the second-order accurate FDTD equations on nonuniform lattices have been presented, but the accuracy of the equations were affected by the unsuitable mesh size in the regions in both si...
【更新日期】
2007-02-02
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