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基于时域有限差分亚网格与共形网格技术的随钻电磁波测井响应数值模拟 被引量:6
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作者 范宜仁 李炜 +2 位作者 李虎 王磊 李栗 《测井技术》 CAS CSCD 2015年第5期561-566,共6页
为适应大斜度井/水平井钻井需求,提高复杂地层随钻电磁波测井响应数值模拟的计算速度和精度,引入了三维柱坐标系亚网格技术及共形网格技术。亚网格技术针对线圈、井眼等精细结构处采用局部自适应细网格剖分,模拟均匀无限厚地层随钻电磁... 为适应大斜度井/水平井钻井需求,提高复杂地层随钻电磁波测井响应数值模拟的计算速度和精度,引入了三维柱坐标系亚网格技术及共形网格技术。亚网格技术针对线圈、井眼等精细结构处采用局部自适应细网格剖分,模拟均匀无限厚地层随钻电磁波测井响应;与传统时域有限差分(FDTD)计算结果进行了精确性对比验证;采用三维柱坐标系共形网格算法,模拟随钻电磁波仪器偏心时的测井响应,与阶梯近似、一维半数值解进行对比。均匀无限厚地层亚网格技术模拟结果相对误差控制在0.8%以内,计算时间约为传统FDTD的19%;仪器偏心时,在计算时间保持稳定的前提下,共形网格技术将模拟精度提高至阶梯近似的3.42倍。以上2种算法可为复杂地层的环境校正和随钻快速反演提供支持。 展开更多
关键词 随钻电磁波测井 时域有限差分 网格技术 共形网格技术
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一种可穿越介质的二维时域有限差分亚网格技术 被引量:3
2
作者 柴玫 阎玉波 葛德彪 《西安电子科技大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2000年第5期581-584,共4页
介绍了一种二维时域有限差分方法的亚网格技术 ,其中粗细网格的划分比为 2 .由于粗细网格的特殊排布 ,该方法可以应用于亚网格边界穿越介质的情形 .通过计算测试 ,粗细网格边界的反射系数小于 - 45dB ,所编程序具有很好的稳定性 .
关键词 网格技术 时域有限差分方法 电磁散射
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基于时域有限差分法的飞机用电设备电磁兼容整改方法
3
作者 贺瑞瑞 《中国高新科技》 2024年第3期26-28,共3页
由于飞机用电设备电磁兼容整改过程中缺乏针对性整改措施,导致波形失真程度大。因此,文章提出基于时域有限差分法的飞机用电设备电磁兼容整改方法。引入时域有限差分法,计算电磁场干扰分量和电磁干扰隔离度,根据电磁干扰隔离度、电磁场... 由于飞机用电设备电磁兼容整改过程中缺乏针对性整改措施,导致波形失真程度大。因此,文章提出基于时域有限差分法的飞机用电设备电磁兼容整改方法。引入时域有限差分法,计算电磁场干扰分量和电磁干扰隔离度,根据电磁干扰隔离度、电磁场干扰分量,选择合适材料,评估电磁兼容屏蔽场设计材料的综合性能,生成电磁兼容屏蔽场,滤波处理飞机用电设备电磁,优化线路布局和设计,实现基于时域有限差分法的飞机用电设备电磁兼容整改。实验结果证明,该方法有效控制波形失真程度在2mm内,可提高飞机用电设备的电磁兼容性能。 展开更多
关键词 时域有限差分 飞机用电设备 电磁兼容 整改方法
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区域分解时域有限差分方法(DD-FDTD)及其在散射问题中的应用 被引量:10
4
作者 许锋 洪伟 童创明 《电子学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2001年第12期1642-1645,共4页
本文提出一种区域分解的时域有限差分算法 (DD FDTD) .依据待解问题的特点 ,把待解问题分解为几个子区域 ,在各个子区域中 ,采用适合于该区域的共形网格进行划分计算 ,通过一种有效的信息传递方案 ,把各个子区域综合起来 ,获得原问题的... 本文提出一种区域分解的时域有限差分算法 (DD FDTD) .依据待解问题的特点 ,把待解问题分解为几个子区域 ,在各个子区域中 ,采用适合于该区域的共形网格进行划分计算 ,通过一种有效的信息传递方案 ,把各个子区域综合起来 ,获得原问题的解 .通过采用这种方法 ,一个复杂的问题可以得到简化 ,从而变得适于求解 ,同时 ,共形网格和精确的信息传递方案的使用 ,大幅度提高了计算精度 .文中 ,用该算法对二维电磁散射问题进行了分析计算 。 展开更多
关键词 区域分解 时域有限差分 共形网格 二维散射问题
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并行时域有限差分法网格自动剖分技术 被引量:3
5
作者 陈伶璐 周海京 +2 位作者 李瀚宇 傅海军 廖成 《西南交通大学学报》 EI CSCD 北大核心 2013年第4期776-782,共7页
为了构建适合于时域有限差分法求解的离散几何模型,摆脱大量繁杂的手工操作,提出了一种高效的大规模并行时域有限差分法网格自动剖分技术.该并行剖分方法将三角面元计算机辅助设计模型文件作为输入数据,能够自动建立包含多种介质的任意... 为了构建适合于时域有限差分法求解的离散几何模型,摆脱大量繁杂的手工操作,提出了一种高效的大规模并行时域有限差分法网格自动剖分技术.该并行剖分方法将三角面元计算机辅助设计模型文件作为输入数据,能够自动建立包含多种介质的任意三维实体网格模型,且其并行执行过程中无需过多的数据交换,并行效率可达99%.基于该离散模型自动生成技术,采用时域有限差分方法,计算了含微带板的简易计算机机箱耦合效应,其计算结果与商用电磁仿真软件的计算结果相吻合,表明该剖分方法的准确性.最后,通过250个处理器核,并行剖分了网格规模约6亿的某真实计算机机箱模型,其并行剖分时间仅为0.2 s,验证了该并行剖分方法的高效性,表明该网格剖分技术能有效地解决大规模并行时域有限差分法的离散几何建模问题. 展开更多
关键词 时域有限差分 网格剖分 并行计算 计算机辅助设计
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等离子体的交替方向隐式时域有限差分方法 被引量:3
6
作者 刘少斌 莫锦军 袁乃昌 《红外与毫米波学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2004年第5期363-366,共4页
首次把交替方向隐式时域有限差分法 (ADI FDTD)推广到色散介质———无碰撞非磁化等离子体中 ,计算了非磁化等离子体与电磁波的相互作用 ,使用ADI技术给出了无碰撞等离子体介质中的ADI FDTD迭代公式 .并解析地证明了等离子体ADI FDTD算... 首次把交替方向隐式时域有限差分法 (ADI FDTD)推广到色散介质———无碰撞非磁化等离子体中 ,计算了非磁化等离子体与电磁波的相互作用 ,使用ADI技术给出了无碰撞等离子体介质中的ADI FDTD迭代公式 .并解析地证明了等离子体ADI FDTD算法也是无条件稳定的 .数值计算表明 ,等离子体ADI FDTD算法与传统的FDTD的计算结果吻合 ,计算效率更高 . 展开更多
关键词 ADI-FDTD 磁化等离子体 交替方向隐式时域有限差分 无条件稳定 隐式 色散介质 迭代公式 时域有限差分方法 算法 电磁波
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一种新型的高阶时域有限差分方法 被引量:4
7
作者 许杰 徐珂 黄志祥 《电子与信息学报》 EI CSCD 北大核心 2020年第2期425-429,共5页
相比于传统高阶时域有限差分算法(FDTD)而言,该文提出了一种改进的高阶FDTD的优化方法,该算法基于安培环路定律,通过计算机技术寻找到一组最优的系数使得FDTD方法的全局色散误差达到最小,通过不同分辨率下的点源辐射模拟证明了该方法在... 相比于传统高阶时域有限差分算法(FDTD)而言,该文提出了一种改进的高阶FDTD的优化方法,该算法基于安培环路定律,通过计算机技术寻找到一组最优的系数使得FDTD方法的全局色散误差达到最小,通过不同分辨率下的点源辐射模拟证明了该方法在较低分辨率的情况下仍然具有极低的相位误差,对于解决电大尺寸结构建模中的数值色散等问题提供了有效的解决方案。 展开更多
关键词 时域有限差分方法 相位误差 优化算法 安培环路定律
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色散金属光学特性分析通用时域有限差分方法 被引量:4
8
作者 张玉强 葛德彪 《强激光与粒子束》 EI CAS CSCD 北大核心 2014年第2期38-43,共6页
结合数字信号处理中的半解析递归卷积(SARC)算法,提出一种用于金属光学特性分析的改进半解析递归时域有限差分方法(SARC FDTD)。该方法保持了SARC算法的绝对稳定性和高精度、低内存等优点,又利用梯形近似使FDTD递推公式更加简洁,计算效... 结合数字信号处理中的半解析递归卷积(SARC)算法,提出一种用于金属光学特性分析的改进半解析递归时域有限差分方法(SARC FDTD)。该方法保持了SARC算法的绝对稳定性和高精度、低内存等优点,又利用梯形近似使FDTD递推公式更加简洁,计算效率进一步提高,对于各种常用金属色散模型,均只需给出模型的极点和对应的系数,即可运用该算法的程序进行计算,具有较好的通用性。最后,通过金属的高阶Lorentz,Drude-Lorentz和Drude-CP三种常用色散模型对算法进行了验证。 展开更多
关键词 金属光学特性 色散介质 半解析递归卷积 时域有限差分方法
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二维半空间时域有限差分瞬态场外推方法 被引量:1
9
作者 姜彦南 葛德彪 +1 位作者 杨利霞 于新华 《西安电子科技大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2014年第2期178-184,共7页
提出用于二维半空间时域有限差分的瞬态场外推计算方法.该方法把上半空间远区场分作3部分:第1部分是上半空间外推边界上电磁流辐射场沿直达波路径的贡献;第2部分是该电磁流辐射场沿反射波路径的贡献;第3部分是下半空间外推边界上电磁流... 提出用于二维半空间时域有限差分的瞬态场外推计算方法.该方法把上半空间远区场分作3部分:第1部分是上半空间外推边界上电磁流辐射场沿直达波路径的贡献;第2部分是该电磁流辐射场沿反射波路径的贡献;第3部分是下半空间外推边界上电磁流辐射场沿透射波路径的贡献.关于后两部分的计算要点是:用斯奈尔定律确定外推边界上电磁流辐射场的反射点和透射点,并把它们投影至沿观察点方向的时间盒子中;计算电磁波从等效源至反射点或透射点所需的时间,以此确定真正的投影时间盒子;用相应极化波的反射或透射系数作为沿反射或透射路径对远场贡献的比例系数;最后用两个模型验证二维半空间瞬态场外推算法.计算结果与已报道成果具有很好的一致性. 展开更多
关键词 时域有限差分方法 半空间 瞬态 外推
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求解时域电场积分方程的偏置网格有限差分法 被引量:2
10
作者 谢秦川 刘顺坤 《微波学报》 CSCD 北大核心 2001年第1期85-90,共6页
细线、薄板状良导体的时域散射特性可由“全切向”时域电场积分方程 (TDEFIE)描述。本文采用偏置网格的有限差分方法数值求解“全切向”TDEFIE。这种网格充分利用物体的几何、物理特性 ,数值实现简便。利用这种方法 ,本文研究了电磁辐... 细线、薄板状良导体的时域散射特性可由“全切向”时域电场积分方程 (TDEFIE)描述。本文采用偏置网格的有限差分方法数值求解“全切向”TDEFIE。这种网格充分利用物体的几何、物理特性 ,数值实现简便。利用这种方法 ,本文研究了电磁辐射、散射的三个经典问题 ,同时分析了方法本身的数值稳定性。数值结果表明 。 展开更多
关键词 有限差分 偏置网格 时域电场 积分方程 电磁散射
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高阶色散介质的改进移位算子时域有限差分方法 被引量:2
11
作者 张玉强 葛德彪 《强激光与粒子束》 EI CAS CSCD 北大核心 2010年第8期1925-1929,共5页
提出一种适用于高阶Debye,Drude,Lorentz及其混合模型的改进移位算子的时域有限差分(SO-FDTD)方法。从介质极化率函数出发,将其写成一阶或二阶有理分式求和的形式,并在随时间步推进计算的过程中,通过引入中间变量和设置临时变量,克服了... 提出一种适用于高阶Debye,Drude,Lorentz及其混合模型的改进移位算子的时域有限差分(SO-FDTD)方法。从介质极化率函数出发,将其写成一阶或二阶有理分式求和的形式,并在随时间步推进计算的过程中,通过引入中间变量和设置临时变量,克服了常规SO-FDTD将高阶模型直接转化为有理分式所导致的计算复杂性和内存占用量大的问题。同时,改进SO-FDTD方法的时域推进计算步骤具有通用性,克服了常规递归卷积(RC-FDTD)方法对各种高阶模型具有不同计算公式,因而不能形成通用计算程序的问题。最后,通过空气-高阶色散介质界面的反射系数计算验证了算法的有效性和通用性。 展开更多
关键词 色散介质 时域有限差分方法 移位算子
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有限差分/无网格方法耦合生成混合算法研究(英文) 被引量:2
12
作者 陈善群 廖斌 李海峰 《船舶力学》 EI 北大核心 2011年第9期969-980,共12页
无网格方法摆脱了网格的约束,在计算区域内能自由布点,快速灵活,并且离散节点能更好地拟合复杂的边界,为流体动力学问题的解决提供一个新的思路。文章结合传统有限差分方法(FDM)和基于最小二乘法的无网格有限差分方法(MLSFD),将两者在... 无网格方法摆脱了网格的约束,在计算区域内能自由布点,快速灵活,并且离散节点能更好地拟合复杂的边界,为流体动力学问题的解决提供一个新的思路。文章结合传统有限差分方法(FDM)和基于最小二乘法的无网格有限差分方法(MLSFD),将两者在网格生成和计算格式上进行了耦合,生成了一种混合算法。利用Fortran语言编写了计算程序。通过计算二维圆柱绕流算例验证了混合算法的可行性。对比分析了混合算法在不同网格下的收敛性,结果表明:使用混合算法进行数值模拟时,无网格"网格"的精细度与差分网格的精细度对计算收敛性的影响是一致的。 展开更多
关键词 网格方法 有限差分 最小二乘法 耦合
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用时域有限差分方法分析轴对称天线辐射特性 被引量:1
13
作者 阎玉波 石守元 葛德彪 《西安电子科技大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 1998年第4期442-444,524,共4页
应用时域有限差分方法分析了置于理想导体平面上由同轴线馈电的具有轴对称结构天线的瞬态及稳态辐射特性.通过应用网格共形技术及一维传输线方程模拟同轴线的馈电,并在同轴线口径处计入了馈线与天线之间的相互耦合,大大地缩减了时域... 应用时域有限差分方法分析了置于理想导体平面上由同轴线馈电的具有轴对称结构天线的瞬态及稳态辐射特性.通过应用网格共形技术及一维传输线方程模拟同轴线的馈电,并在同轴线口径处计入了馈线与天线之间的相互耦合,大大地缩减了时域有限差分法的计算空间,从而实现了复杂结构与加载情况天线的计算和分析. 展开更多
关键词 时域有限差分 网格共形技术 天线
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求解三维问题的区域分解时域有限差分方法
14
作者 许锋 洪伟 周后型 《电子与信息学报》 EI CSCD 北大核心 2003年第8期1114-1119,共6页
该文提出一种用于三维复杂问题的区域分解时域有限差分算法(DD-FDTD)。依据待解三维复杂问题的特点,将其分解为几个子区域。每个子域中的问题相对简单,可采用适合于该区域的共形网格进行划分计算,通过插值再修正误差的办法,把各个子区... 该文提出一种用于三维复杂问题的区域分解时域有限差分算法(DD-FDTD)。依据待解三维复杂问题的特点,将其分解为几个子区域。每个子域中的问题相对简单,可采用适合于该区域的共形网格进行划分计算,通过插值再修正误差的办法,把各个子区域综合起来,获得原问题的解。这样,应用区域分解的思想,简化了复杂的问题。修正误差的方法,使本算法得以实现并大幅度提高了计算精度。采用本算法对三维口径天线问题进行了分析计算并与实测数据进行了比对,验证了算法的正确性。 展开更多
关键词 区域分解 时域有限差分 共形网格 口径天线 FDTD
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2.5维模拟中时域有限差分近-远场变换方法
15
作者 朱湘琴 王建国 +2 位作者 王玥 王光强 陈再高 《强激光与粒子束》 EI CAS CSCD 北大核心 2011年第8期2157-2161,共5页
为进行从高功率微波源到天线辐射整个系统的2.5维模拟,在近场模拟的基础上对2.5维模拟中时域有限差分(FDTD)的近-远场变换方法进行了研究。先将2.5维近场模拟区的输出边界绕对称轴旋转一周,得到封闭的3维圆柱面;然后根据等效原理由该封... 为进行从高功率微波源到天线辐射整个系统的2.5维模拟,在近场模拟的基础上对2.5维模拟中时域有限差分(FDTD)的近-远场变换方法进行了研究。先将2.5维近场模拟区的输出边界绕对称轴旋转一周,得到封闭的3维圆柱面;然后根据等效原理由该封闭面上的FDTD近场求得等效电磁流;再根据自由空间中电流及磁流的时域辐射场公式计算出电磁流的远区辐射场。给出了2.5维模拟中TM01模式及TE01模式激励下圆锥喇叭远区辐射算例,所得计算结果与3维全电磁模拟软件CST的计算结果符合较好。 展开更多
关键词 2.5维模拟 时域有限差分方法 近-远场变换 等效原理 远区辐射场
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三维最优时域有限差分方法
16
作者 肖飞 唐小宏 +1 位作者 马海虹 张显静 《微波学报》 CSCD 北大核心 2006年第5期7-10,共4页
数值色散是时域有限差分方法(FDTD)中最主要的误差来源,导致数值相速成为频率和方向的函数。文中讨论了一种基于最优有限冲激滤波器设计方法的最优差分格式,从频率空间或者波数空间中实现对理想偏微分算子的逼近,构造一种新的具有低数... 数值色散是时域有限差分方法(FDTD)中最主要的误差来源,导致数值相速成为频率和方向的函数。文中讨论了一种基于最优有限冲激滤波器设计方法的最优差分格式,从频率空间或者波数空间中实现对理想偏微分算子的逼近,构造一种新的具有低数值色散关系的最优时域有限差分方法。文中导出了其数值色散关系和进行了稳定性分析,并通过与常用的基于泰勒级数展开定理的高阶(2,4)时域有限差分法相比较,发现最优时域有限差分法的数值色散得到了极大的改善。最后通过一个数值例子来验证其有效性。 展开更多
关键词 最优有限冲激滤波器设计方法 最优差分格式 最优时域有限差分方法
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用时域有限差分方法模拟随钻测井响应 被引量:9
17
作者 程建华 仵杰 《测井技术》 CAS CSCD 2003年第4期283-287,294,共6页
在研究计算随钻测井响应的时域有限差分法的基础上,分析了有钻铤和无钻铤时线圈型随钻测井在均匀介质中的瞬态辐射特性、侵入对随钻测井响应的影响、三层有侵地层模型响应以及多频率信号响应的幅度和相位。分析结果表明,时域有限差分方... 在研究计算随钻测井响应的时域有限差分法的基础上,分析了有钻铤和无钻铤时线圈型随钻测井在均匀介质中的瞬态辐射特性、侵入对随钻测井响应的影响、三层有侵地层模型响应以及多频率信号响应的幅度和相位。分析结果表明,时域有限差分方法不但可以计算常规响应特征,而且可以用于分析瞬态响应,同时计算多频率合成信号的响应。该方法可以成为计算多频率随钻测井响应和多频率相位测井响应的有效工具。 展开更多
关键词 时域有限差分方法 模拟 随钻测井 响应 数值计算 多频率
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共形单步交替方向隐式时域有限差分方法及其改进 被引量:1
18
作者 王文兵 周辉 +4 位作者 马良 程引会 刘逸飞 郭景海 赵墨 《强激光与粒子束》 EI CAS CSCD 北大核心 2018年第7期104-111,共8页
提出了一种基于共形网格技术的共形单步交替方向隐式时域有限差分(CLeapfrog ADI-FDTD)方法。与常规FDTD方法相比,此方法能够减小由于目标边界不契合网格划分而引入的阶梯近似误差,提高算法计算不规则目标时的精度;同时算法稳定性更强,... 提出了一种基于共形网格技术的共形单步交替方向隐式时域有限差分(CLeapfrog ADI-FDTD)方法。与常规FDTD方法相比,此方法能够减小由于目标边界不契合网格划分而引入的阶梯近似误差,提高算法计算不规则目标时的精度;同时算法稳定性更强,计算效率更高。由于引入共形技术后显著降低了原差分法的无条件稳定性,本文利用增长矩阵本征值方法理论分析了算法的稳定性,然后采用了一种改进的共形面积计算方法,在此基础上提出了一种稳定性更高的改进的共形单步交替方向隐式时域有限差分(ICLeapfrog ADI-FDTD)方法。数值算例验证了ICLeapfrog ADI-FDTD是一种具有高稳定性和高精度的高效算法。 展开更多
关键词 共形网格 时域有限差分 LEAPFROG ADI-FDTD 无条件稳定 稳定性改进
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时域有限差分电磁仿真的网格自动剖分 被引量:3
19
作者 张秋菊 王秉中 《电子科技大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2007年第1期66-69,共4页
以AutoCAD为图形支撑平台,应用AutoCAD的Visual Basic for Applications,并结合AutoCAD的图形交换文件,开发了用于时域有限差分电磁仿真的三维网格自动剖分软件。在AutoCAD的绘图区绘制仿真结构,通过Visual Basic for Applications程序... 以AutoCAD为图形支撑平台,应用AutoCAD的Visual Basic for Applications,并结合AutoCAD的图形交换文件,开发了用于时域有限差分电磁仿真的三维网格自动剖分软件。在AutoCAD的绘图区绘制仿真结构,通过Visual Basic for Applications程序对此进行网格剖分,剖分后的所有图形信息以DXF文件格式保存,后续Fortran程序从中提取出每个网格点的位置坐标和电磁参数,将这些数据送给时域有限差分程序进行电磁仿真。以一个微带馈电金属贴片的例子验证了该软件的正确性和实用性。 展开更多
关键词 网格自动剖分 图形交换文件 时域有限差分 电磁仿真
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介质体曲面的时域有限差分子网格建模 被引量:1
20
作者 张世芳 褚庆昕 《西安电子科技大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2003年第5期623-624,649,共3页
提出了一种利用子网格建模介质体曲面但仍保持原网格场量的时域有限有限差分法.在原网格的基础上采用更为细化的子网格进行电参数赋值,可以直接得到包含介质体曲面的网格的平均电参数,避免了麻烦的积分运算.对介质谐振器的计算结果表明... 提出了一种利用子网格建模介质体曲面但仍保持原网格场量的时域有限有限差分法.在原网格的基础上采用更为细化的子网格进行电参数赋值,可以直接得到包含介质体曲面的网格的平均电参数,避免了麻烦的积分运算.对介质谐振器的计算结果表明:在保持计算量不变的前提下,该方法具有更高的计算精度. 展开更多
关键词 网格 介质体曲面 时域有限差分 介质谐振器 电参数赋值 FDTD建模
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