UPML媒质中无条件稳定的二维ADI-FDTD方法

对单轴各向异性PML(UPML)媒质中二维TM波的交变方向隐式时域有限差分方法 (ADI FDTD) ,通过计算实例表明 ,ADI FDTD方法在UMPL媒质中是无条件稳定的 ,其时间步长不受CFL稳定性条件的限制 ,并且当计算区域内具有精细差分网格时 ,其计算效率明显优于传统的时域有限差分方法 (FDTD)。

UPML媒质中的包络ADI-FDTD

由于交替方向隐式时域有限差分法(Alternating-Direction Implicit Finite-Difference Time Domain,ADI-FDTD)的数值色散会随着时间步长的增加而增加,文中讨论了单轴各向异性完全匹配层(uniaxial perfectly matched layer,UPML)媒质中包络交替方向隐式时域有限差分法(Envelope ADI-FDTD),推导了二维Envelope ADI-FDTD UPML的迭代公式,并提出一种新的离散方法。与ADI-FDTD UPML相比,改进后的Envelope ADI-FDTD UPML的时间步长可以取得更大,且能有效地修正相速误差,从而减少数值色散,提高计算精度。

色散介质的探地雷达正演模拟

利用时域有限差分(FDTD)法进行地下管线的探地雷达剖面正演合成,采用单轴各向异性理想匹配层(UPML)作为吸收边界,结合辅助场的方法,推导色散介质的二维FDTD迭代公式,并分别在土壤为均匀介质和色散介质的情况下,详细分析地下管线的电磁波响应特征,总结媒质参数对管线的电磁波响应的影响规律,研究结果对野外资料的解释有一定的指导意义。