亚网格技术在二维Laguerre-FDTD方法中的应用

提出了一种基于二维Laguerre-FDTD方法的亚网格技术,该技术是用波动方程法来处理粗细网格边界.运用加权的Laguerre多项式作为时域基函数对波动方程中电磁场分量作基函数展开,使用伽辽金方法处理,消除方程中的时间项,经有限差分后得到无条件稳定的亚网格处理方法 .数值计算结果证明,在求解含有精细结构的电磁计算问题上,该算法具有准确性和有效性.

含集总元件的平面微波电路Laguerre-FDTD分析方法

利用等效电流源代替集总元件的贡献,将该等效电流源加入到Laguerre多项式表达的麦克斯韦方程中,推导得到了将电磁场和集总元件相结合的Laguerre-FDTD方法迭代式,克服了柯西稳定性条件限制。仿真了包含集总元件的微带电路,计算结果与Crank-Nicolson时域有限差分方法(CN-FDTD)、商用仿真软件ADS进行了比较,证明了所推导迭代式的正确性和有效性。

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。