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文檔簡介
1、近幾十年來,隨著電子信息技術(shù)的快速發(fā)展,電磁技術(shù)和研究已經(jīng)深入融合到了各個(gè)領(lǐng)域。針對實(shí)際應(yīng)用中各類電磁場工程問題,已有大量的時(shí)域電磁場數(shù)值模擬方法的出現(xiàn),而它們的數(shù)學(xué)推導(dǎo)各不相同,但他們均可由加權(quán)余量最小化方法推導(dǎo)出,所以為統(tǒng)一時(shí)域電磁場理論的建立提供了可行性,本文據(jù)此初步搭建了一個(gè)時(shí)域電磁場計(jì)算平臺。同時(shí),在實(shí)際應(yīng)用中,為了提升各類電子設(shè)備和器件的電磁性能,科研工作者發(fā)展了各種新型材料包括超材料、時(shí)空變化材料和時(shí)變材料等。而針對時(shí)變材
2、料,尚缺乏高效的數(shù)值模擬方法,所以本文針對一類時(shí)變材料提出了一種高效的無條件穩(wěn)定方法。
首先研究了電磁場工程問題中泛函方法的應(yīng)用,主要介紹了加權(quán)余量最小化方法在求解電磁場問題中運(yùn)用??偨Y(jié)歸納了加權(quán)余量最小化方法中做函數(shù)展開的基函數(shù)序列的選取規(guī)則,以及做檢測時(shí)權(quán)函數(shù)序列的選取規(guī)則,同時(shí)選取屋頂函數(shù)和狄拉克函數(shù)分別做為展開函數(shù)和權(quán)函數(shù),推導(dǎo)出傳統(tǒng)顯式時(shí)域有限差分方法的。最后,通過C++計(jì)算機(jī)語言初步完成了一個(gè)時(shí)域電磁場計(jì)算平臺軟件
3、,該平臺包含了模擬對象的網(wǎng)格剖分和基于FDTD的時(shí)域電磁場模擬,同時(shí)將剖分結(jié)果和模擬過程圖像化顯示等一系列基本功能。
同時(shí)對傳統(tǒng)顯式時(shí)域有限差分方法進(jìn)行了研究,對其基本迭代公式、吸收邊界、穩(wěn)定性條件和數(shù)值色散方面進(jìn)行了推導(dǎo)分析。并將顯式時(shí)域有限差分方法應(yīng)用在一類呈特殊變化形式的時(shí)變材料的數(shù)值模擬中,推導(dǎo)分析出這類時(shí)變材料中的穩(wěn)定性條件,判斷出不滿足穩(wěn)定性條件的就是不穩(wěn)定的特征模式,之后提出一種移除不穩(wěn)定模式保留穩(wěn)定模式的方法,
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