各向异性介质填充矩形波导的FDTD分析

从麦克斯韦方程推导出用时域有限差分（FDTD）法分析电各向异性介质填充波导问题的差分公式;在MATLAB平台上,编程实例计算了电各向异性无耗介质完全填充矩形波导TE波部分模式的截止频率,计算值与理论值吻合较好;分析计算了矩形波导尺寸变化及电各向异性非单轴介质加载厚度对TE波截止特性的影响。     

R-FDTD与亚网格相结合技术及其应用

提出了降维时域有限差分方法(R-FDTD)和亚网格相结合的技术,并应用于微带馈电缝隙天线的分析.首先对微带馈电矩形缝隙天线阻抗特性和辐射特性进行了分析,所得数值结果与有关文献结果一致.与常规的FDTD方法相比,明显地减少了内存需求和计算时间.对工字形和燕尾形缝隙的微带馈电缝隙天线的输入阻抗和方向性图进行了分析计算,得到了工字型和燕尾型缝隙天线结构可以增宽频带、降低谐振频率等对工程设计有参考价值的结论.数值结果表明,采用这种技术可以有效地处理包含细小结构的复杂对象的电磁问题.     

一种新的FDTD差分网格

提出了一种新的时域有限差分法(FDTD)差分网格,使电场各分量位于网格的顶点,磁场各分量位于网格的中心.导出了基于新网格的FDTD迭代公式,讨论了新网格对FDTD基本理论的影响.新网格的优点在于:更新某一分量时,用到了其周围更多的信息,使计算精度得到提高.数值实验证明新网格对提高计算精度是有效的.     

应用改进的ADI-FDTD方法对微带结构进行数值仿真

为了改进微波电路设计的数值仿真方法，在各向异性媒质条件下，将交替方向隐式算法用于时域有限差分方法，直接求解时域麦克斯韦方程，把二阶色散Lorentz媒质吸收边界条件推广到单轴各向异性情形、验证了色散媒质吸收边界的吸收效果比Mur和完全匹配层吸收边界更有效．通过对低通滤波器、贴片天线、线谐振器和螺旋电感等典型微带结构的数值仿真，验证了新提出方法的有效性．     

光子带隙结构时域仿真

为了研究光子晶体的能带，利用时域有限差分方法对矩形几何结构的光子晶体进行数值仿真．通过分析光子晶体中电磁场的空间分布和随时间的变化，得到了本征模空间分布与光子能带分布之间的规律．然后通过比较不同波矢和不同能带本征模的空间分布，准确地确定了光子晶体的能带．仿真结果有效地验证了本征模理论，为光子晶体新结构设计提供了重要依据．     

MRTD算法在目标电磁散射特性分析中的应用

对基于Daubechies小波尺度函数的时域多分辨分析(MRTD)算法进行了详细论述,推导了MRTD算法的完全匹配层(PML)吸收边界条件,为克服传统MRTD方法中基函数存在着非局部性的缺点,在源的加入上采用了纯散射场方法;并应用该算法对多目标的电磁散射特性进行了分析,数值结果表明,MRTD算法与传统的时域有限差分法结果相吻合,大大节约了计算资源。     

矩形波导时域仿真中的激励源设置和参数提取

文章采用时域有限差分方法对矩形波导的多模截止频率和不连续性问题进行了分析,提出一种新的电磁流激励和电磁能量提取方法,求解矩形波导的截止频率,与单一的电流源激励方案相比,该方案能更有效地激励多种模式;为了在一次计算中抽取宽频带的散射参量,引入特征阻抗的概念用于分离入射电压波和反射电压波;通过对部分填充介质的三维WR-3矩形波导的数值实验,证明了该散射参量计算方法的可靠性。     

金属电磁带隙波导色散特性分析

建立了紧凑格式二维时域有限差分法(CFDTD)模型,利用二维网格划分计算三维传播问题,简化了计算量.提出了一种纵向均匀的中心缺陷型六角晶格金属电磁带隙波导结构.利用CFDTD仿真该金属电磁带隙波导,获得该结构的基模场分布及频率.改变纵向传播常数,得到对应的基模频率以及色散特性,计算结果表明色散特性满足电磁带隙的缩放特性.测量该波导在11～15 GHz以内的传输率, 12 GHz附近的波导波长和色散曲线,仿真结果与测量值误差在5%以内.     

Improved Boussinesq方程初边值问题解的数值研究

给出Improved Boussinesq方程的隐式有限差分格式,讨论格式的精度和稳定性.给出不同的初边值条件,由数值试验结果看出IBq方程数值解的变化及在一定条件下数值解的爆破现象.     

对流扩散方程的高精度多步显式差分格式

为提高对流扩散方程的显式差分格式的数值计算精度和效率,提出了一种新的高精度多步显式格式.空间坐标按高精度差分法离散,时间方向作数值积分,给出几种不同的差分格式.利用精确解给出初边值条件,利用Matlab软件编程求出数值解,并与加罚C-N格式的数值解做了比较,数值结果表明,该格式具有精度高且可以进行长时间稳定计算的优点.