时域有限差分法(FDTD)是计算电磁领域中的一类非常重要的研究工具。而 Taylor 级数展开定理是构造差分格式的一种重要方法,例如 Yee 格式采用二阶 Taylor 格式,Fang 格式采用四阶 Taylor 格式。本文借助于采样定理,详细分析了不同阶 Tay...时域有限差分法(FDTD)是计算电磁领域中的一类非常重要的研究工具。而 Taylor 级数展开定理是构造差分格式的一种重要方法,例如 Yee 格式采用二阶 Taylor 格式,Fang 格式采用四阶 Taylor 格式。本文借助于采样定理,详细分析了不同阶 Taylor 中心差分格式的谱特性以及计算误差,并将任意阶 Taylor 中心差分格式用于数值求解麦克斯韦方程中,严格导出了稳定性条件和数值色散关系的表达式,引入了新的误差定义来衡量算法的好坏。详细地研究了 Courant 数、网格分辨率 CPW 和网格长度比率等因素对于数值色散误差的影响,为基于 Taylor 差分格式的 FDTD 算法的研究提供了有用的参考。展开更多
文摘时域有限差分法(FDTD)是计算电磁领域中的一类非常重要的研究工具。而 Taylor 级数展开定理是构造差分格式的一种重要方法,例如 Yee 格式采用二阶 Taylor 格式,Fang 格式采用四阶 Taylor 格式。本文借助于采样定理,详细分析了不同阶 Taylor 中心差分格式的谱特性以及计算误差,并将任意阶 Taylor 中心差分格式用于数值求解麦克斯韦方程中,严格导出了稳定性条件和数值色散关系的表达式,引入了新的误差定义来衡量算法的好坏。详细地研究了 Courant 数、网格分辨率 CPW 和网格长度比率等因素对于数值色散误差的影响,为基于 Taylor 差分格式的 FDTD 算法的研究提供了有用的参考。
