柱坐标系“分解”思想WLP-FDTD的PML实现

从柱坐标系下传统时域有限差分(FDTD)的基本方程出发,解决传统加权Laguerre多项式(WLP)-FDTD算法在计算上存在内存消耗大和计算效率低的问题。本文的“分解”思想分为两部分,首先,在频域上对电磁场方程进行第一次分解,并代入PML参数,将分解后的时域方程转换至Laguerre域,使原三维双向求解问题转换为二维单向规模来求解,降低计算的内存消耗。其次,通过LU分解对求解规模降低后的Laguerre域系数矩阵实施第二次分解,实现规避大型稀疏矩阵求解的第一步,进而通过追赶法求解三对角电磁场方程,以提高计算效率,带动内存消耗的降低。算例证明:对比传统WLP-FDTD法,本文算法可在内存消耗上降低57%,计算效率提高49%左右,且在不丢失精度的情况下,具有较好的电磁波吸收效果,误差反射系数可达-70 dB。