共形单步交替方向隐式时域有限差分方法及其改进

• 作者: 刘逸飞 周辉 王文兵 程引会 赵墨 郭景海 马良
• 来源期刊: 强激光与粒子束
• 学科: 物理学
• 关键词: 共形网格 时域有限差分 LeapfrogADI-FDTD 无条件稳定 稳定性改进
• 年，卷（期）: 2018,（7）
• 所属期刊栏目: 复杂电磁环境
• 页码范围: 104-111
• 页数: 8页
• 分类号: O441.4
• 字数: 3645字
• 语种: 中文
• DOI: 10.11884/HPLPB201830.170475

摘要

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.