西北核技术研究所 强脉冲辐射环境模拟与效应国家重点实验室, 西安 710024
提出了一种基于共形网格技术的共形单步交替方向隐式时域有限差分(CLeapfrog ADI-FDTD)方法。与常规FDTD方法相比，此方法能够减小由于目标边界不契合网格划分而引入的阶梯近似误差，提高算法计算不规则目标时的精度；同时算法稳定性更强，计算效率更高。由于引入共形技术后显著降低了原差分法的无条件稳定性，本文利用增长矩阵本征值方法理论分析了算法的稳定性，然后采用了一种改进的共形面积计算方法，在此基础上提出了一种稳定性更高的改进的共形单步交替方向隐式时域有限差分(ICLeapfrog ADI-FDTD)方法。数值算例验证了ICLeapfrog ADI-FDTD是一种具有高稳定性和高精度的高效算法。
共形网格 时域有限差分 无条件稳定 稳定性改进 conformal mesh finite-difference time-domain Leapfrog ADI-FDTD Leapfrog ADI-FDTD unconditional stability improvement of the stability 强激光与粒子束
2018, 30(7): 073205
1 解放军理工大学 电磁环境效应与电光工程国家重点实验室， 南京 210007
2 中国工程物理研究院 电子工程研究所， 四川 绵阳 621900
提出了模拟任意形状腔体中的内电磁脉冲的三维直角坐标系时域有限差分(FDTD)算法。该算法采用FDTD共形网格技术模拟任意形状腔体的边界，可以解决腔体内非对称的边界问题。推导了γ射线斜入射的差分方程，进行了三维数值计算，并采用直角坐标系FDTD算法和柱坐标系FDTD算法计算了γ射线斜入射圆柱腔体产生的内电磁脉冲，二者吻合很好，验证了直角坐标系FDTD算法正确性。
内电磁脉冲 时域有限差分 共形网格技术 直角坐标系 斜入射 internal electromagnetic pulse finite-difference time-domain conformal techniques rectangular coordinate system oblique incidence
1 西北核技术研究所， 西安 710024
2 西安交通大学 电子与信息工程学院， 西安 710049
基于O441.4Open CASCADE开源的计算机辅助几何设计类库，给出了全电磁粒子模拟中复杂模型构建技术及网格生成技术。介绍了Open CASCADE软件的基本特点；给出了基于Open CASCADE进行自主研发的用于全电磁粒子模拟的复杂模型构建软件EasyEMModeling的设计思想、程序框架及已具备的功能；基于Open CASCADE中的射线与几何体的求交算法，给出了Yee网格中共形描述3维复杂模型的共形网格生成技术；最后，给出了验证实例，证实了共形网格生成方法的正确性及有效性。
全电磁粒子模拟 计算机辅助几何设计 共形网格 fully electromagnetic particle simulation Open CASCADE Open CASCADE computer aided geometry design conformal grid 强激光与粒子束
2011, 23(11): 2994
提出了一种基于目标三角面元数据的FDTD共形网格生成方法,该方法通过投影求交计算得到目标表面各三角面元与网格线的交点,将每条网格线与三角面元的交点按坐标进行排序,根据交点的坐标及其编号的奇偶性确定FDTD共形网格的位置,并生成相应的共形FDTD计算所需的元段长度.结合处理理想导体曲面的CFDTD方法修正共形网格上的磁场递推式.数值结果证实了共形网格生成方法的正确性和在提高FDTD方法计算精度方面的有效性.
三角面元 共形网格 CFDTD方法 复杂目标 电磁散射
时域有限差分(FDTD)算法求解电磁问题时,如果目标结构不能和传统网格体系共形,往往采用局部共形网格或非正交网格算法.详细讨论了二维圆柱坐标系中五角形共形网格算法,该算法能方便地对倾斜薄层媒质或电导率不均匀的倾斜媒质等复杂结构建模,并以锥形电磁脉冲天线为例,验证了该算法的有效性.
五角形共形网格算法 锥形电磁脉冲天线 FDTD FDTD pentagonal conformal grids electromagnetic pulse conical antenna
