导读:本文包含了时域有限差分算法论文开题报告文献综述、选题提纲参考文献及外文文献翻译，主要关键词:时域,差分,算法,媒质,边界,色散,电磁。
时域有限差分算法论文文献综述
杨中威[1]（2018）在《含细小导线电磁兼容环境下的时域有限差分算法研究》一文中研究指出本文研究的主要内容是含细小导线的时域有限差分算法。由于细导线半径极小,我们根据工作波长得出所要划分的网格宽度极大,对于横截面非常小的导线,为了准确地模拟导线,需要一个非常高分辨率的网格,但是具有这种高分辨率网格的FDTD是非常昂贵的计算过程。所以针对这个问题,提出了通过引入导线的“单元内电感模型”,捕获离散化叁维空间中存在的细线的影响,将导线与叁维体积分开,并且推导出了导线上电流和电荷密度的偏微分方程,然后用FDTD算法同时求解电流和电荷密度的差分方程,大大缩减了计算时间和成本。我们首先介绍了时域有限差分算法基本原理,接着详细推导了含细导线模型算法,提出了针对该算法的新的稳定性条件,对自由空间细导线模型进行了仿真模拟,通过研究我们可以得出不同长度的细导线对不同电磁脉冲的定量耦合特性,将该算法扩展到多导线模型,研究了导线之间的互感效应,分析了产生这些现象的原因,得到了电磁脉冲对细导线耦合的规律,最后将细导线问题扩大到大型电磁系统中建模,研究了细导线和整个环境间的相互影响。我们通过利用CST仿真软件实现了对该模型的模拟仿真,和细导线FDTD算法数值计算结果进行比较,验证了算法的正确性以及计算速度优势。这些计算结果对研究包括诸如闪电在内的各种电磁脉冲对输电线路以及电缆,系统内的导线的影响等电磁兼容相关领域问题有重要意义。(本文来源于《南京邮电大学》期刊2018-11-14）
焦世岩,徐乐,史小卫,余振宇[2]（2018）在《时域有限差分法的广义高阶算法研究》一文中研究指出本文对传统时域有限差分法做出了改进,在空间和时间上采用高阶精度的离散格式,使空间差分和时间差分都达到了4阶,得到了新的广义高阶算法。详细推导了高阶FDTD方法的迭代公式,并推导了高阶算法对应的PML吸收边界条件,以及总场/散射场的连接边界。最后将高阶FDTD方法应用到二维金属方柱的电磁散射特性分析中,并将数值计算结果与传统的FDTD方法作了比较和分析,数值结果表明高阶FDTD方法具有更高的计算精度。(本文来源于《微波学报》期刊2018年S1期）
李燕茹[3]（2018）在《周期结构电磁特性的时域有限差分算法研究》一文中研究指出周期结构是指由特定的媒质在空间上按照周期性排列形成的物体。因其具有特殊的性质,对其电磁特性的研究一直是电磁学领域研究的热点。周期结构已经被广泛应用于频率选择表面、周期阵列天线、随机粗糙表面,等等。时域有限差分算法具有原理简单编程容易等优势,在其众多电磁应用领域中,在分析周期结构领域有着广泛的应用。在平面波垂直入射时,由于不存在时延,可以直接采用周期边界条件,利用边界内侧的场值代替边界外侧的场值。但是在平面波斜入射时,电磁场空间存在相位的延迟,在使用周期边界条件时存在未来时间刻的场值,所以传统的时域有限差分法在处理平面波斜入射条件下的周期结构时存在困难。本文采用分裂场时域有限差分算法,该方法的主要思想是引入新的中间变量来替代原来的电场以及磁场未知量,从而来构造新的未知量之间的表达式,以达到消除周期结构边界上相移的目的。本文主要工作是介绍了在时域有限差分算法分析周期结构时的一些基本理论,包括FDTD基本迭代公式、吸收边界条件、一维和二维的Floquet定理以及周期边界条件等,推导在平面波斜入射条件下分裂场时域有限差分算法迭代公式及其吸收边界条件。最后,引入色散媒质,推导叁种常见色散媒质即Debye、Drude、Lorentz色散媒质的卷积法以及辅助微分方程方法的递推迭代公式,并推导适用于任意色散媒质的卷积法以及辅助微分方程方法。(本文来源于《南京理工大学》期刊2018-06-01）
何光峰,迟洁茹,范昊博,孙桂琪[4]（2018）在《基于二维TE波常用时域有限差分算法的分析》一文中研究指出针对传统的时域有限差分法受Courant稳定条件的限制,且存在交替方向隐式时域有限差分法数值色散较大的问题,本文以TE波为例,研究了Crank-Nicoloson差分方式的近似去耦时域有限差分法基本原理,并对其稳定性进行分析,证明该方法是无条件稳定。通过数值仿真,从运行时间和吸收效果方面与传统的时域有限差分法和交替方向隐式时域有限差分法进行对比。仿真结果表明,近似去耦时域有限差分法比交替方向时域有限差分法的吸收效果好,但比传统的时域有限差分法吸收效果差;近似去耦时域有限差分法比交替方向时域有限差分法运行时间长,但比传统时域有限差分法运行时间短,说明近似去耦时域有限差分法突破了Courant稳定条件的限制,且在吸收效果方面比交替方向时域有限差分法好。该研究具有广阔的应用前景。(本文来源于《青岛大学学报(工程技术版)》期刊2018年02期）
范亚男[5]（2018）在《表面阻抗边界条件在时域有限差分算法中的实现》一文中研究指出计算电磁学中的时域有限差分(FDTD)方法可以计算任意时刻和空间位置的电磁场分量,为复杂目标的电磁分析提供了有效的解决方法。但是,当我们利用传统的FDTD方法分析薄涂层涂覆目标的电磁特性时,需要对薄涂层进行细密的网格剖分,从而导致计算时间和占用内存都急剧增加。因此,引入表面阻抗边界条件(SIBC)是非常必要的,我们用涂层表面的切向场分量来模拟其内部的场分布,这样可以避免对薄涂层的细网格划分,只需在其外部进行传统的粗网格剖分即可,这将大大节省计算时间并减少占用内存。首先,本文基于一阶表面阻抗边界条件,以损耗媒质半空间的电磁问题为切入点研究了平面导体结构和一般光滑曲面导体结构的共形表面阻抗模型,并将其应用于电磁散射的计算。随后,本文研究了平面波垂直入射及斜入射有耗介质薄涂层涂覆导体目标的SIBC-FDTD方法,对表面阻抗公式中的正切函数进行简单的有理近似,利用拉式变换对表面阻抗进行频域到时域的转换,详细推导了其实现过程,并数值验证了该方法的正确性,与传统FDTD方法相比,有效提髙了计算效率。然后,以Lorentz色散模型为例,研究了平面波垂直入射色散媒质涂覆导体目标的SIBC-FDTD方法,对正切函数进行连续有理近似,利用分段线性递归卷积(PLRC)方法迭代计算卷积积分,然后离散化,推导出叁维情况下的SIBC-FDTD迭代公式,数值计算了反射系数的大小和相位,并进行了误差分析。最后,通过计算色散媒质薄层涂覆二维金属方柱的雷达散射截面(Radar Cross Section,RCS)验证算法的有效性。综上所述,本文论述的SIBC-FDTD方法,有效解决了采用传统FDTD方法处理复杂介质薄涂层时,由于网格剖分过细所导致的计算时间和占用内存急剧增加的问题,为分析复杂目标的电磁问题提供了有效的解决方法。(本文来源于《东南大学》期刊2018-04-01）
孟雪松,鲍献丰,刘德赟,周海京[6]（2017）在《嵌入式薄片模型在时域有限差分算法中的应用》一文中研究指出将一等效薄片模型嵌入到时域有限差分算法(FDTD)中,以快速而有效地解决复合材料薄片在电磁计算中的多尺度问题。在该嵌入式薄片模型中,薄片不需要被剖分网格,而是被嵌入到相邻的网格间,从而可以使用相对较大的网格剖分周围物体,进而可节省大量的计算资源。在这一模型中,薄片被等效为一段传输线,并用其频域的导纳矩阵代替。使用数字滤波器理论以及逆Z变换可将频域的导纳矩阵转换到时域,并将其嵌入到时域有限差分算法中。该嵌入式薄片模型被用来计算一单层碳纤维复合材料薄片的反射以及透射性能,并与其解析解进行对比,从而验证该模型的准确性、收敛性以及高效性。该模型被用来计算叁种具有不同电参数的单层碳纤维复合材料薄片的屏蔽性能,以研究各电参数对其屏蔽性能的影响。(本文来源于《强激光与粒子束》期刊2017年12期）
高英杰,叶全意[7]（2017）在《辛时域有限差分算法研究等离子体光子晶体透射系数》一文中研究指出相较于传统的时域有限差分算法,辛时域有限差分算法具有高准确度性和低色散性.传统的时域有限差分算法的计算准确度较低,数值色散误差较大,并且破坏了麦克斯韦方程的辛结构,从而导致其稳定性较差.然而辛时域有限差分算法可以克服这些缺点,从而保证了整个仿真计算的准确性和稳定性.本文基于辛时域有限差分算法,对等离子体光子晶体的带隙特性,透射系数等进行了研究,并与传统的时域有限差分算法进行了对比,验证了辛时域有限差分算法的优势和可行性.(本文来源于《光子学报》期刊2017年04期）
谢国大,黄志祥,王丽华,吴先良[8]（2017）在《基于时域有限差分算法改进卷积完全匹配层的稳定性》一文中研究指出为了克服时域有限差分算法中卷积完全匹配层对消逝波吸收效果差的缺点,提出一种在卷积完全匹配层后添加特殊吸收层的方法.在不增加物体与吸收层内层距离的情况下,通过调节特殊吸收层中两个衰减因子,使其为常数,并令吸收因子逐层从1增加到10,来增强吸收层对消逝波的吸收性能.平面波垂直入射到单层光子晶体的算例表明,添加了特殊吸收层的吸收边界在与散射体相距5个网格的情况下仍能够保持计算结果收敛,而传统的吸收边界则需要相距80个网格才能保证结果收敛,说明该方法提高了对消逝波的吸收性能.进一步在结构中采用此吸收边界来计算多层光子晶体的传输特性曲线,并将其与常规方法计算所得结果做比较,两种结果吻合较好.数值算例验证了该方法的有效性和正确性.(本文来源于《光子学报》期刊2017年08期）
谢国大[9]（2017）在《改进的吸收边界条件和无条件稳定时域有限差分算法的研究》一文中研究指出时域有限差分法(Finite-Difference Time-Domain,FDTD)自提出以来在电磁计算领域得到了广泛的研究,并已经发展成为一种成熟的数值计算方法。在实际计算时,通常会遇到半开放和开放区域的问题,然而计算资源是有限的,因此吸收边界条件对于FDTD区域的截断至关重要。另外,FDTD算法的时间步长需满足Courant-Friedrich-Levy(CFL)稳定性条件,这使其在一些包含细小结构的仿真模型中的计算效率不高。基于上述问题,本文的研究内容是围绕吸收边界条件的吸收性能的改进以及无条件稳定的FDTD算法展开的。首先,本文简要介绍了一下FDTD算法的基础知识以及几种经典的完全匹配层(perfect match layer,PML)技术。接着,针对传统卷积完全匹配层(CPML)技术中存在的场值更新时刻不同步问题,提出了一种改进的CPML技术。与传统的CPML技术相比,这种改进的CPML的吸收性能更好,计算效率更高,并且没有增加CPML算法的复杂度。其次,对无条件稳定的交替方向隐式FDTD(Alternating-Direction-Explicit FDTD,ADI-FDTD)算法、弱条件稳定的混合显隐式FDTD(Hybrid Implicit-Explicit FDTD,HIE-FDTD)算法进行了介绍,详细推导了两种算法引入CPML吸收边界后的时域迭代公式,并给出了公式中场分量的迭代顺序,验证了CPML吸收边界在ADI-FDTD和HIE-FDTD算法中的正确性和有效性。最后,介绍了一种显式的无条件稳定算法即空间滤波FDTD(Spatially filtered FDTD,SF-FDTD)算法,与隐式的FDTD算法相比,它不需要复杂的公式推导及矩阵求逆运算,从而降低了无条件稳定算法在FDTD方法中应用的难度。传统SF-FDTD的不足之处在于只能应用在每个方向网格尺寸相同的区域中,基于此,本文提出了一种改进的SF-FDTD算法,使其能够应用在各方向网格尺寸不相同的区域中,扩大了 SF-FDTD算法的应用范围。接着,将SF-FDTD引入到亚网格技术中,由于SF-FDTD突破了 CFL条件的限制,在细网格区域可选取与粗网格区域相同的时间步长,有效地提高了计算效率。(本文来源于《安徽大学》期刊2017-05-01）
张剑锋,游检卫,王洪广,李韵,崔万照[10]（2017）在《基于时域有限差分的微放电仿真算法》一文中研究指出为克服传统微放电阈值预测方法建模粗糙、精度低的缺点,提高阀值预测精度和效率,研究了基于时域有限差分的精确微放电阀值预测算法。基于时域有限差分算法和粒子追踪算法,通过时空网格自洽互耦实现复杂结构微波器件微放电阈值准确计算。其中,共形和并行算法是提高微放电仿真精度和效率的关键。文章基于空间蛙跳策略实现了基于时域有限差分的微放电仿真算法,利用算法分析了典型微波器件的微放电阈值,仿真与实验结果吻合良好,误差小于0.3dB;同时,并行效率最高可达83%,验证了算法的准确性和高效性。(本文来源于《中国空间科学技术》期刊2017年02期）
时域有限差分算法论文开题报告
（1）论文研究背景及目的
此处内容要求：
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景，再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题，并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例：
本文对传统时域有限差分法做出了改进,在空间和时间上采用高阶精度的离散格式,使空间差分和时间差分都达到了4阶,得到了新的广义高阶算法。详细推导了高阶FDTD方法的迭代公式,并推导了高阶算法对应的PML吸收边界条件,以及总场/散射场的连接边界。最后将高阶FDTD方法应用到二维金属方柱的电磁散射特性分析中,并将数值计算结果与传统的FDTD方法作了比较和分析,数值结果表明高阶FDTD方法具有更高的计算精度。
（2）本文研究方法
调查法：该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法：用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法：通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法：通过调查文献来获得资料，从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法：依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法：对研究对象进行“质”的方面的研究，这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法：通过具体的数字，使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法：运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法：这是社会科学用来分析社会现象的一种方法，从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法：通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
时域有限差分算法论文参考文献
[1].杨中威.含细小导线电磁兼容环境下的时域有限差分算法研究[D].南京邮电大学.2018
[2].焦世岩,徐乐,史小卫,余振宇.时域有限差分法的广义高阶算法研究[J].微波学报.2018
[3].李燕茹.周期结构电磁特性的时域有限差分算法研究[D].南京理工大学.2018
[4].何光峰,迟洁茹,范昊博,孙桂琪.基于二维TE波常用时域有限差分算法的分析[J].青岛大学学报(工程技术版).2018
[5].范亚男.表面阻抗边界条件在时域有限差分算法中的实现[D].东南大学.2018
[6].孟雪松,鲍献丰,刘德赟,周海京.嵌入式薄片模型在时域有限差分算法中的应用[J].强激光与粒子束.2017
[7].高英杰,叶全意.辛时域有限差分算法研究等离子体光子晶体透射系数[J].光子学报.2017
[8].谢国大,黄志祥,王丽华,吴先良.基于时域有限差分算法改进卷积完全匹配层的稳定性[J].光子学报.2017
[9].谢国大.改进的吸收边界条件和无条件稳定时域有限差分算法的研究[D].安徽大学.2017
[10].张剑锋,游检卫,王洪广,李韵,崔万照.基于时域有限差分的微放电仿真算法[J].中国空间科学技术.2017
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