利用蛙跳技術(shù)計(jì)算微波化學(xué)中的溫度變化.pdf

1、在研究微波加熱化學(xué)反應(yīng)過程中,由于反應(yīng)溶液內(nèi)部各點(diǎn)電磁場分布的不均勻,使加熱過程中局部溫度高低難于控制,直接影響化學(xué)反應(yīng)的進(jìn)行.因此,快速準(zhǔn)確地模擬反應(yīng)溶液內(nèi)部的溫度分布及變化,對有效控制化學(xué)反應(yīng)的進(jìn)行,具有十分重要的意義.時(shí)域有限差分法(FDTD)在時(shí)域計(jì)算的優(yōu)勢,使它在工程電磁學(xué)各個(gè)領(lǐng)域備受重視.但是直接利用FDTD法模擬歷時(shí)幾分鐘甚至更長時(shí)間的化學(xué)反應(yīng)過程,由于所加微波的振蕩速率遠(yuǎn)大于化學(xué)反應(yīng)變化的速率,在滿足穩(wěn)定條件下,模擬需要

2、很大計(jì)算量和計(jì)算時(shí)間.傳統(tǒng)的加入α?xí)r間壓縮因子的處理方法,使模擬計(jì)算的時(shí)間大為縮短,但同時(shí)使計(jì)算的準(zhǔn)確性隨α的取值大小而變化.該文探求了一種基于FDTD法的新的蛙跳(leapfrog)技術(shù),模擬計(jì)算TEM cell內(nèi)部,微波與試管中的化學(xué)反應(yīng)溶液相互作用的過程.即把反應(yīng)時(shí)間分成n等分,在每段時(shí)區(qū)內(nèi),溶液參數(shù)包括溫度、介電常數(shù)和電導(dǎo)率設(shè)為常數(shù),簡化了計(jì)算模型.計(jì)算時(shí),利用當(dāng)前空間各點(diǎn)的電導(dǎo)率和介電常數(shù),在每個(gè)時(shí)間段內(nèi),運(yùn)用FDTD法,計(jì)算