收藏本站
收藏 | 手机打开
二维码
手机客户端打开本文

时域有限差分法关键问题研究及其应用

袁伟良  
【摘要】: 本文研究了时域有限差分法几个关键问题,尤其重点研究了吸收边界条件,并采 用时域有限差分法分析了几个实际电磁问题。 基于单向波伪微分算子,获得了推广吸收边界条件。给出了当步长趋于零的极限 情况时,廖吸收边界条件的微分方程。吸收边界条件统一性研究表明,Higdon算子、 Mur吸收边界条件、色散吸收边界条件等可以看作推广吸收边界条件的特例。讨论了 两种准则下推广吸收边界条件的参数优化,包括整个入射角范围内平均反射最小化准 则和给定入射角范围内等波纹准则。以二阶Mur吸收边界条件为例,分析了不同差 分近似对推广吸收边界条件吸收性能和稳定性的影响。 本文分别分析了有限差分近似下三维理想匹配层的数值色散特性和阻抗关系,分 析表明,理想匹配层的数值色散关系有别于时域有限差分方程的数值色散关系;有限 差分近似下,均匀理想匹配层媒质的阻抗和自由空间的阻抗相同。在计及有限差分近 似造成的误差下,理论分析和数值模拟了一维理想匹配层的吸收性能,结果表明这种 理论分析能完全反映实际情况。上述分析适用于任何有耗媒质层,理想匹配层仅是其 中一例。从主要限制理想匹配层吸收性能的导率剧变区的差分误差入手,提出了数值 匹配条件概念,把理想匹配层分成数值匹配区和解析匹配区,这种改进方法可以大幅 度改善理想匹配层吸收性能,降低计算开销,并把这种思想推广到三维理想匹配层。 提出了截断理想匹配层计算区域的有耗吸收边界条件,给出了两种有限差分方程,包 括空间指数有限差分方程和时间指数有限差分方程。然后综合讨论了理想匹配层外边 界条件和导率剖面对吸收性能的影响。 从减少数值色散误差、满足初值条件并尽可能利用信号能量出发,给出了Gaussian 脉冲信号的脉宽和频宽应受的限制性条件。分别提出了稳定的无内阻型电流馈源模型 和内阻型电流馈源模型。前者实现简单,计算精度高,但不适合于分析存在基本无损 耗频率的电磁问题。与内阻型电压馈源模型相比,后者不会随内阻的增大而造成算法 不稳定性,而且计算时间随着内阻的适当增加而减少。 研究了信号提取方法结合时域有限差分法分析具有均匀传输线结构的电磁问题, 分别提出了信号频域提取方法和信号时域提取方法,前者适用于分析有耗和色散传输 线,而后者仅适用于分析非色散型传输线,但前者的计算精度低于后者。与传统方法 相比,因为采用这些方法,仅需一次时域模拟,因此可以减少计算时间。 最后,本文利用时域有限差分法分析了几类电磁问题,包括波导不连续结构、微 带线、微带滤波器和电磁兼容问题。


知网文化
【相似文献】
中国期刊全文数据库 前20条
1 陈军,洪伟,陈忆元;一种有效的吸收边界条件及其在散射问题中的应用[J];微波学报;1995年03期
2 王建国,俞汉清,刘国治,葛德彪,陈雨生,范如玉;波导中入射脉冲的重建[J];电子学报;1996年12期
3 马双武,高攸纲;时域有限差分法中几种吸收边界条件的比较与数值验证[J];长沙大学学报;1999年04期
4 朱汉清,刘淑静;开域平面分层结构的直线法全波分析[J];南京师大学报(自然科学版);1995年04期
5 林宝勤,徐利军,袁乃昌;一种新型的FDTD吸收边界条件[J];微波学报;2005年02期
6 林殷茵,刘秦,杨合情,张良莹,姚熹;纳米微晶SnO_2薄膜的制备和光学性能的研究[J];压电与声光;1998年04期
7 颜力;频域吸收边界条件的构造理论[J];信息与电子工程;2003年01期
8 王文娟,唐加山;具有四条吸收边的对称随机游动的吸收概率[J];南京邮电学院学报;2000年02期
9 王新霞;庞绍芳;;半导体纳米材料光学吸收谱的温度效应[J];红外与激光工程;2006年S2期
10 袁伟良,梁昌洪;时域有限差分法的优化吸收边界条件[J];西安电子科技大学学报;1998年05期
11 褚君浩,徐世秋,季华美,章卫祖,陈诗伟,姜荣金;用红外光吸收法测定Hg_(1-x)Cd_xTe组分[J];红外与毫米波学报;1985年04期
12 刘祖钦;陈丽卿;;关于电子探针分析中计算程序所用谱线和吸收边的能量公式[J];电子显微学报;1987年03期
13 江若琏;江宁;陈庆华;;Ge_xSi_1-x/Si异质结构的近红外吸收光谱测量[J];半导体光电;1991年04期
14 常引秀;韩季之;陈记安;;红外光谱法测定Hg_xCd_(1-x)Te晶体的X值[J];激光与红外;1980年05期
15 高本庆,Om P.Gandhi;一种广义时域有限差分算法[J];电子学报;1993年03期
16 邵振海,洪伟;一种新的吸收边界条件及三维微波结构的FDTD[J];微波学报;2000年04期
17 胡来平,刘占军;FDTD方法中的吸收边界条件[J];现代电子技术;2003年09期
18 任济时;高阶Higdon吸收边界条件的直接算法及其评估[J];电子学报;1997年05期
19 周晓军,喻志远,林为干;时域有限差分法及在光电子学中的应用(一)[J];半导体光电;1998年03期
20 ;工程数学[J];中国无线电电子学文摘;2004年01期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 马延路;周蕙兰;;SEM计算中联合吸收边界条件的初步尝试[A];中国地球物理学会第二十届年会论文集[C];2004年
2 张增明;丁泽军;Yoshikawa H;Fukushima S;Shimizu R;Koshkawa T;;基于光电子显微镜的X射线近吸收边结构研究[A];第十三届全国电子显微学会议论文集[C];2004年
3 张美根;;各向异性地震波吸收边界条件[A];中国地球物理学会第二十届年会论文集[C];2004年
4 王新霞;庞绍芳;;半导体纳米材料光学吸收谱的温度效应[A];2006年全国光电技术学术交流会会议文集(B 光学系统设计与制造技术专题)[C];2006年
5 张敬民;;用高分辨电子能量损失谱方法(HR-EELS)研究铁电薄膜[A];2005年全国电子显微学会议论文集[C];2005年
6 盛国浩;贾芳;朱德亮;曹培江;吕有明;马晓翠;;宽禁带Mg_xZn_(1-x)O薄膜的制备和性能研究[A];第十五届全国化合物半导体材料,微波器件和光电器件学术会议论文集[C];2008年
7 薛德钧;;X线能量计算公式与MAC计算程序[A];第五次全国电子显微学会议论文摘要集[C];1988年
8 李燕;王成伟;徐洮;刘维民;;铜/多孔阳极氧化铝纳米有序阵列复合体系的光吸收特性[A];第五届中国功能材料及其应用学术会议论文集Ⅱ[C];2004年
9 单孝全;;应用X-射线吸收光谱研究金属在土壤和植物中的配位环境[A];第三届全国环境化学学术大会论文集[C];2005年
10 吴雪梅;陈静;诸葛兰剑;姚伟国;;半导体量子点材料中的量子限域效应的研究[A];第三届中国功能材料及其应用学术会议论文集[C];1998年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 赵永久;吸收边界条件的研究及其应用[D];西安电子科技大学;1998年
2 袁伟良;时域有限差分法关键问题研究及其应用[D];西安电子科技大学;1998年
3 刘玉玲;亚波长衍射微透镜的严格矢量分析[D];中国科学院研究生院(长春光学精密机械与物理研究所);2004年
4 丁卫平;电磁散射与辐射问题中基于矢量有限元的混合方法研究[D];南京航空航天大学;2003年
5 詹毅;复杂有耗色散地层中的FDTD方法以及在冲击探地雷达中的应用[D];西安电子科技大学;2000年
6 闫晓辉;穴位物质基础的同步辐射X射线成像和光谱学研究[D];复旦大学;2007年
7 郑威;钪系掺杂铌酸锂晶体生长及全息存储性能[D];哈尔滨理工大学;2008年
8 刘全生;Mg_xZn_(1-x)O三元化合物的制备及光电性能研究[D];长春理工大学;2009年
9 张爽;用于紫外光探测器的TiO_2及其复合氧化物的结构和光学性质研究[D];吉林大学;2004年
10 储旺盛;T-EXAFS研究过渡金属二硼化物的晶格动力学行为及其同位素效应[D];中国科学技术大学;2007年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 李江海;SRAM材料及其结构的隐身特性计算与优化设计[D];西北工业大学;2003年
2 程刚;应用FDTD-SPICE技术的高速互连结构时域分析[D];电子科技大学;2004年
3 吴昌英;探地雷达脉冲天线的优化设计[D];西北工业大学;2001年
4 陶贵生;全人体电磁模型及其在电磁场生物效应中的初步应用研究[D];浙江大学;2004年
5 朱燕杰;时域有限差分算法在光波导分析中的应用[D];厦门大学;2001年
6 倪慧娟;非均匀网格的时域有限差分算法[D];西安电子科技大学;2001年
7 焦超群;时域有限差分法在屏蔽效能计算中的应用研究[D];华北电力大学(河北);2003年
8 卢明;改进的近似解析离散化方法及弹性波波场模拟[D];清华大学;2004年
9 杨春容;Sol-Gel法制备掺铝氧化锌薄膜及其性能研究[D];电子科技大学;2007年
10 华平壤;气相输运平衡制备不同组份LiNbO_3晶体[D];天津大学;2007年
中国重要报纸全文数据库 前10条
1 ;硅基光电子技术的今天与未来[N];电子资讯时报;2008年
2 书华;纳米技术在油墨中的应用[N];中国包装报;2003年
3 马艳红;我国自主研发的无铅X射线防护材料凸显优势[N];中国医药报;2008年
4 西北农林科技大学 马章全 白水县同羊原种场 杨师珍;春季养羊要点[N];陕西科技报;2004年
5 杨忠志;糖果也会变质[N];中国质量报;2002年
6 ;加强农民工培训各级财政应设专项资金[N];新华每日电讯;2005年
7 林其水;纳米油墨和阳离子油墨[N];中国包装报;2005年
8 张少杰 邓江玉;加快我国高等教育发展速度的若干依据[N];光明日报;2000年
9 驻湖南记者 韩棕树;湖南少儿图书馆为农村孩子“充电”忙[N];中国文化报;2001年
10 周丽娟;民商法亟待确立显失公平制度[N];国际商报;2001年
 快捷付款方式  订购知网充值卡  订购热线  帮助中心
  • 400-819-9993
  • 010-62982499
  • 010-62783978