计算电磁学之FDTD算法的MATLAB语言实现要点.pdf

    South China Normal University South China Normal University         课程设计实验 报告  课程设计实验 报告          课程名称：  计算电 学         课程名称：  计算电 学         指导老师：           指导老师：           专业班级：  2014级 电路与系统  专业班级：  2014级 电路与系统  姓    名：          姓    名：          学    号：         学    号：                 FDTD 算法的MATLAB 语言实现  FDTD 算法的MATLAB 语言实现      摘要：时域有限差分(FDTD)算法是K.S.Yee于1966年提出的直接对麦克斯韦方 摘要：时域有限差分(FDTD)算法是K.S.Yee于1966年提出的直接对麦克斯韦方 程作差分处理,用来解决电磁脉冲在电磁介质中传播和反射问题的算法。其基本 程作差分处理,用来解决电磁脉冲在电磁介质中传播和反射问题的算法。其基本 思想是:FDTD计算域空间节点采用 Yee 元胞的方法,同时电场和磁场节点空间与 思想是:FDTD计算域空间节点采用 Yee 元胞的方法,同时电场和磁场节点空间与 时间上都采用交错抽样；把整个计算域划分成包括散射体的总场区以及只有反射 时间上都采用交错抽样；把整个计算域划分成包括散射体的总场区以及只有反射 波的散射场区,这两个区域是以连接边界相连接,最外边是采用特殊的吸收边界, 波的散射场区,这两个区域是以连接边界相连接,最外边是采用特殊的吸收边界, 同时在这两个边界之间有个输出边界,用于近、远场转换;在连接边界上采用连接 同时在这两个边界之间有个输出边界,用于近、远场转换;在连接边界上采用连接 边界条件加入入射波,从而使得入射波限制在总场区域；在吸收边界上采用吸收 边界条件加入入射波,从而使得入射波限制在总场区域；在吸收边界上采用吸收 边界条件,尽量消除反射波在吸收边界上的非物理性反射波。 边界条件,尽量消除反射波在吸收边界上的非物理性反射波。    本文主要结合FDTD算法边界条件特点,在特定的参数设置下，用MATLAB语 本文主要结合FDTD算法边界条件特点,在特定的参数设置下，用MATLAB语 言进行编程，在二维自由空间TEz 网格中，实现脉冲平面波。  言进行编程，在二维自由空间TEz 网格中，实现脉冲平面波。  关键词：FDTD；MATLAB；算法  关键词：FDTD；MATLAB；算法      1  绪论  1  绪论  1.1 课程设计背景与意义   1.1 课程设计背景与意义   20 60 20 60 世纪 年代以来，随着计算机技术的发展，一些电磁场的数值计算方法