作者：陈娟; 马寒啸; 施宏宇计算电磁学时域有限差分方法混合显隐式差分
摘要：时域有限差分(finite-difference time-domain,FDTD)方法是一种应用广泛的时域电磁计算方法,但由于需满足Courant-Friedrich-Levy时间稳定性条件,因此该方法的时间步长由模拟空间的最小网格尺寸所决定,导致在模拟具有精细结构的电磁问题时,计算效率非常低。为了克服该缺点,研究者们提出了混合显隐式时域有限差分(hybrid implicit-explicit finite- difference time-domain, HIE-FDTD)方法。HIE-FDTD方法在沿精细结构所在方向上采用混合显隐式差分,可以避免精细网格对时间步长的限制,在模拟沿一个方向具有精细结构的电磁问题时,与FDTD方法相比,具有更高的计算效率。分析了HIE-FDTD方法的基本公式、时间稳定性条件和色散误差,阐述了HIE-FDTD方法的连接边界、吸收边界和周期边界等边界条件,介绍了HIE-FDTD方法的应用和发展状况。
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