FDTD-MRTD方法在色散介質中的應用.pdf

1、電磁計算中，許多實際問題模型是多樣的，因此要求得問題的解析解是困難的。很多方程有各種限制條件，有的方程是根本求不出解析解的，即使是半解析解也是很難得到。隨著數值方法的發(fā)展，應用數值方法解決電磁問題已經成為一種行之有效的方法。
　　本論文主要介紹了數值計算方法應用于手征介質和色散介質。圍繞著時域有限差分法的基本理論，分析了各個維度下 FDTD的離散方程，討論了時域有限差分法的數值穩(wěn)定性，Mur吸收邊界條件及入射源的加入。
　　

2、由于手征異向介質的介電常數、磁導率和手征參數都是頻率獨立的，文中給出了用于描述手征異向介質中的電磁波的波動方程，并且根據時域有限差分方法中的輔助微分方程來離散網格。文中討論了手征異向介質平板的總場和散射場，一階 Mur吸收邊界，介質的邊界條件。數值結果表明手征異向介質平板的交叉極化的反射系數為零。使用ADE-FDTD方法證明了手征異向介質中的負折射現(xiàn)象和較強的旋光特性。研究了異向介質引起的正負相速度的影響。
　　許多介質的介電常數

3、或其本構參數是隨頻率而變化的，通常把這些介質稱為色散介質，常見的色散介質有水、等離子體、雷達吸收材料和生物肌體組織等。在色散介質的應用中，當 FDTD方法劃分的網格較大時，會產生色散現(xiàn)象。當減小網格尺寸時，就需要消耗更多計算機的內存資源。對于這種矛盾，出現(xiàn)了新的時域方法——時域多分辨分析方法（MRTD）。相比于FDTD，它在大網格情況下色散相位誤差小，這樣就減輕了計算機的負擔。文章中將MRTD應用于Cole-Cole色散介質的方程，由于