波导本征问题分析的比例边界有限元方法

• 作者: 刘俊 林皋
• 来源期刊: 计算力学学报
• 学科: 工学
• 关键词: 比例边界有限元方法 波导 本征值 交分原理
• 年，卷（期）: 2013,（1）
• 页码范围: 1-9
• 页数: 9页
• 分类号: TN814
• 字数: 6031字
• 语种: 中文
• DOI: 10.7511/jslx201301001

摘要

引入了一种求解波导本征值问题的高效而精确算法-比例边界有限元方法SBFEM (Scaled Boundary Finite Element Method).该方法的一个特点是只需在边界上进行离散,问题降低一维,使计算工作量大大减少;另一特点是所建立的控制方程为二阶常微分方程,可以解析地求解,使计算精度得到了保证.论文利用变分原理并通过比例边界坐标变换,推导了TE波和TM波波导的比例边界有限元频域方程以及波导动剐度方程,同时给出了波导动刚度矩阵的连分式解形式,通过引入辅助变量进一步得出波导特征值方程并求出波导本征值.以矩形、L形波导和叶型加载矩形波导的本征问题分析为例,通过与解析解及其他数值方法比较,结果表明,此方法具有精度高、计算工作量小的优点,而且随着连分式阶数增加收敛速度快.进一步分析了一类角切四脊正方形波导的传输特性.

作者信息

序号	姓名	单位	发文数	被引次数	H指数	G指数
1	林皋	大连理工大学建设工程学部	320	5312	38.0	55.0
5	刘俊	大连理工大学建设工程学部	29	66	5.0	6.0