一种改进的Mur吸收边界条件

吸收边界条件是时域有限差分(FDTD)算法解决电磁问题的重要条件。提出一种改进的吸收边界条件。将惠更斯面推广到二维的时域有限差分算法中,并利用惠更斯面来改进Mur吸收边界。惠更斯面具有理论基础成熟、编程简单、占用的计算内存少等优点,可以方便地插入到FDTD计算域中。FDTD数值仿真证明,惠更斯面在增加少量计算量的同时大幅度提高了Mur边界的吸收性能。而在应用的截断边界元胞数目相同的情况下,改进的Mur吸收边界能达到比PML吸收边界更好的吸收效果。     

Efficient High-Order Absorbing Boundary Condition for the ADI-FDTD Method

In this letter, an efficient high-order absorbing boundary condition for the alternating-direction-implicit-finite-difference time-domain (ADI-FDTD) method is developed. The proposed high-order absorbing boundary condition (ABC) has very high numerical efficiency because it can keep the tri-diagonal matrix form during the ADI iteration. The absorbing performance of the proposed ABC is analyzed theoretically. To verify the performance of the proposed high-order ABC, a rectangular waveguide problem which has very strong dispersion characteristic is analyzed with the ADI-FDTD method. Numerical results show that the proposed high-order ABC has excellent absorbing performance.     

一种新型的FDTD吸收边界条件

根据无耗介质中电磁波电场与磁场值在任一时空点上的定值阻抗比,得出了一种新型FDTD吸收边界条件——定值阻抗吸收边界,并将其与二阶Mur吸收边界进行了比较,结果表明是一种简明而有效的边界吸收方法。     

FDTD方法中的吸收边界条件

介绍并分析了时域有限差分中的吸收边界条件，对各种条件的应用进行了讨论，对时域差分技术的吸收边界条件进行了一定的总结和展望。     

波导中模式吸收边界条件的计算方法

本文对基于波导中模式冲击响应构造,并应用于时域有限差分(FDTD)方法的模式吸收边界条件,进行了详细地计算和分析.本文应用高阶插值方法,显著地提高模式吸收边界条件计算的精度,采用点匹配法鉴别模式幅度,加快了计算模式吸收边界条件的速度.计算结果表明,采用模式吸收边界条件可以有效地减少FDTD方法中的节点数目,从而提高了FDTD方法的效率.     

一种有效的吸收边界条件及其应用

从二维波动方程出发 ,经过相关理论分析 ,充分利用其内含的局域性特点 ,得出了局域边界条件 ;并把它和Mur二阶边界条件相比较 ,发现从理论到数值仿真 ,新边界条件都比Mur二阶边界更有效。而且 ,和Mur二阶边界条件相比 ,它只增加非常少的计算量和计算机内存。最后 ,应用新边界条件来模拟平面波在多层媒质中的传播 ,发现新吸收边界更适合解决此类问题     

一种新的吸收边界条件及三维微波结构的FDTD分析

本文基于Ｚ－变换域上导出的一种新的有效的吸收边界条件和ＦＤＴＤ法对三维微波无源集成结构进行了分析。与Ｍｕｒ吸收边界条件、色散吸收边界条件等相比,这种新的吸收边界条件更精确有效。相应的软件可应用于复杂三维微波集成结构等效网络参数的精确快速提取。     

一种新的吸收边界条件及三维微波结构的FDTD

本文基于 Z-变换域上导出的一种新的有效的吸收边界条件和 FDTD法对三维微波无源集成结构进行了全波分析。与 Mur吸收边界条件、色散吸收边界条件等相比 ,这种新的吸收边界条件更精确有效。相应的软件可应用于复杂三维微波集成结构等效网络参数的精确快速提取。     

二维圆柱迭代Robin边界条件的计算

迭代Robin边界条件算法应用于二维电大尺寸目标时,会遇到迭代不收敛的问题,通过加大虚拟边界与散射体边界的距离可以解决该问题,文中通过对入射波的柱面波展开得到了收敛系数关于间距和散射体半径的复杂的系列公式,根据公式所得结果用最小二乘法拟合,得到了散射体边界与虚拟边界间距设置的简洁的经验公式,并给出间距设置的一般原则。     

应用到BPM的HCOM吸收边界条件

本文将Higdon吸收边界条件（HABC）及其补偿算符应用到光传播算法（BPM）,计算了高斯光束在自由空问和波导中的传输,发现HCOM能够有效的吸收边界的反射,对于自由空间和波导的边界处理都比较适用.     

FDTD算法的线性预测吸收边界条件

提出了一种全新的FDTD吸收边界条件——线性预测吸收边界条件(Linear Prediction Absorbing Boundary Condition——LPABC)。通过对吸收边界上的入射场进行深入的分析研究，发现在某些条件下吸收边界上的场值与入射方向上其相邻区域的场值是线性相关的，从而提出了一种利用入射方向相邻区域的场值对吸收边界上的场值进行线性预测的吸收边界条件。采用这种吸收边界条件，计算域内的场为行波场，在边界处是无反射的。此外，这种吸收边界条件不需要设置额外的吸收层，也不需要存储前一时刻的场值。最后进行了FDTD实际计算，计算结果表明LPABC吸收边界条件是有效的。     

柱坐标系下FDTD算法的吸收边界条件

本文借助二阶准波方程式研究了柱坐标系下FDTD算法的一种吸收边界条件.根据这一边界条件,编制了相应的计算程序检验其吸收特性,并与均匀柱面波传播的简单吸收条件作了比较.计算结果表明,该吸收边界条件具有较好的吸收性能.     

辛差分格式的Mur吸收边界在电磁场计算中的应用

基于辛(symplectic)差分格式的时域有限差分(FDTD)法,将辛分块Runge-Kutta(SPRK)法引入Mur吸收边界条件(ABC)的推导过程,用辛差分格式代替原来的中心差分格式离散时间变量,推导出了基于辛差分格式的Mur吸收边界条件.通过将辛格式的Mur吸收边界结合辛时域有限差分法,对典型算例进行数值模拟,并将计算效果与传统Mur边界结合时域有限差分法的效果比较,表明辛格式的Mur吸收边界结合辛时域有限差分法计算效果良好,基于辛差分格式的Mur吸收边界条件是正确、有效的,计算精度优于传统方法.     

数值吸收边界条件在OSRC方法中的应用

本文引入一种数值吸收边界条件,将其应用于解决开放空间电磁散射问题的表面辐射条件法(OSRC)之中。本文使用这种边界条件对理想导电及均匀电磁可穿透材料圆柱散射体的表面场进行了数值计算,并与使用二阶微分算子B_2型的吸收边界条件的结果作了比较。所有结果说明,这种数值吸收边界条件特大大改善OSRC方法的精度。     

Extending Anisotropic Perfectly Matched Layer Absorbing Boundary Condition to Biaxial Media

The absorbing boundary condition required for an anisotropic perfectly matched layer for materials that exhibit a uniaxial and biaxial permittivity tensor is investigated. These materials are used in optical and millimeter wave devices and other particular situations such as in the construction of modern aircraft and automobiles. The derivation presented in this paper may be not suitable for all the arbitrary orientations but for many common situations. The effectiveness of the condition is also illustrated with examples by the finite-difference and finite-element method.     

波动方程FDTD算法的PML吸收边界条件的实现与验证

实现了波动方程FDTD算法的PML吸收边界条件(WE—PML)，并进行了数值验证．从结果可以看出，WE—PML的性能与Berenger-PML非常接近，优于Mur二阶近似吸收边界条件：同时，对PML媒质参数进行了优化，结果表明：WE-PML的性能主要是由PML的层数、垂直人射时的理论反射系数决定的，WE—PML参数的优化结果与Gedney的经验值基本一致。     

高阶Higdon吸收边界条件的直接算法及其评估

本文对高阶Ｈｉｇｄｏｎ吸收边界条件的直接实现方法进行了研究，给出了高阶吸收边界条件差分形式系数的具体计算方法和有关参量的选择方法，并对采用这些系数的Ｈｉｇｄｏｎ吸收边界条件进行了时域有限差分（ＦＤＴＤ）数值检验与Ｍｕｒ边界条件进行了比较，结果表明，适当选择有关参量，高阶Ｈｉｇｄｏｎ吸收边界条件在垂直入射和非垂直入射时的计算精度都明显高于Ｍｕｒ边界条件。     

一种有效的吸收边界条件及其在散射问题中的应用

本文推导了非均匀各向异性媒质的有限差分方程,通过改变参数可以使该差分方程适用于均匀、非均匀、各向同性或各向异性等各种情况下柱体的散射计算.文中还给出了一种新的吸收边界条件,并与不变性测试方程法和矩量法在计算时间、存贮空间方面进行了比较.结果表明:运用这个条件在计算时间和存贮空间上都具有优点,是计算电大尺寸媒质柱体电磁散射特性的一种有效手段.     

采用PML的FDTD方法对矩形微带天线的研究

将完全匹配层(PML)吸收边界应用于微带结构中，对矩形微带天线进行了分析计算，给出了其时域和频域的仿真结果。结果表明，与传统的Mur边界相比，采用PML吸收边界具有反射小、馈源模型简单、收敛速度快等优点。     

完全匹配层（PML）吸收边界条件的理论分析

本文以屏蔽微带线为例,应用谱域方法推导了时域差分(FDTD)法中所用的完全匹配层(PML)吸收边界条件的公式,并且严格证明了有关参数的选择原则.计算表明,在屏蔽微带线中,这种吸收边界条件的反射系数可以小于-80dB.本文所给出的推导方法对于平面分层介质结构是普遍适用的,因为谱域中的每一个波谱实际上都代表一个平面波.文中所给出的推导揭示了这种吸收边界条件的机理,它对于正确使用以及进一步改进这种吸收边界条件都是有意义的.