非磁化等離子體中電波傳播的FDTD算法優(yōu)化.pdf

1、近年來，等離子體作為一種高科技的新技術(shù)，不僅應(yīng)用在工業(yè)、農(nóng)業(yè)、空間技術(shù)、生命科學(xué)等領(lǐng)域，在軍事領(lǐng)域也得到了重要的發(fā)展和廣泛的應(yīng)用。未來戰(zhàn)爭中可靠的防御和有打擊力的進(jìn)攻都離不開等離子體技術(shù)在軍事領(lǐng)域的進(jìn)一步拓展。比如基于等離子體的隱身技術(shù)、隱身天線技術(shù)、反導(dǎo)技術(shù)等，這些應(yīng)用均離不開等離子體中電磁波傳播的特性研究。
　　 針對等離子體中電波傳播特性的分析需要，本文開展了等離子體中時(shí)域有限差分(Finite-Difference Ti

2、me-Domain，F(xiàn)DTD)算法的研究，不僅對算法進(jìn)行了優(yōu)化，而且在此基礎(chǔ)之上對算法與吸收邊界的結(jié)合做了詳細(xì)的分析。
　　 本文在簡單介紹等離子體物理知識和FDTD原理的基礎(chǔ)上，詳細(xì)分析了非磁化等離子體中的雙線性變換(Bilinear Transform-FDTD，BT-FDTD)算法原理及與帶有復(fù)數(shù)頻率的完全匹配層吸收邊界(Complex Frequency Shifted-Perfectly Matched Layer，C

3、FS-PML)相結(jié)合的公式推導(dǎo)，并完成了算法的程序?qū)崿F(xiàn)，通過仿真結(jié)果與解析解的對比驗(yàn)證了算法的正確性；提出了一種高效的非磁化等離子體中電波傳播算法：分段線性遞歸卷積與雙線性變換結(jié)合的FDTD算法(Piecewise Linear Recursive Convolution-Bilinear Transform-FDTD，PLRC-BT-FDTD)，此方法不僅計(jì)算精度高，占用內(nèi)存資源少，而且很好的實(shí)現(xiàn)了CFS-PML吸收邊界；最后本文從時(shí)