等离子体散射分析的改进型交替隐式时域方法 被引量：5

1

作者 殷雄 赵振维 +3 位作者 张厚 孙树计 姜聿焘 许志永 《电波科学学报》 EI CSCD 北大核心 2013年第2期354-361,共8页

提出了一种改进的交替隐式时域有限差分(FDTD)方法,运用该方法分析了等离子体涂覆导体圆柱的散射特性,为等离子体隐身技术的运用提供了一定的理论指导.该方法在整个问题空间采用完整场形式的场量进行迭代计算,并运用中心差分格式离散极... 提出了一种改进的交替隐式时域有限差分(FDTD)方法,运用该方法分析了等离子体涂覆导体圆柱的散射特性,为等离子体隐身技术的运用提供了一定的理论指导.该方法在整个问题空间采用完整场形式的场量进行迭代计算,并运用中心差分格式离散极化电流密度辅助方程.仿真实验表明:提出的算法具有无条件稳定特性,其计算效率明显优于以往文献提出的交替隐式FDTD方法,在精度和效率上也稍高于普通的显式FDTD方法. 展开更多

关键词 等离子体 交替隐式时域有限差分方法 雷达散射截面 极化电流密度

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时域多分辨小波的交替隐式差分方法 被引量：1

2

作者 汤炜 《华侨大学学报（自然科学版）》 CAS 北大核心 2010年第4期404-407,共4页

采用Harr尺度和小波函数为空间场量展开函数,得到时域多分辨小波(MRTD)步进方程,并与交替隐式差分(ADI-FDTD)结合,导出ADI-MRTD融合步进方程.场量迭代的核心转化为分块三对角矩阵线性方程组,提出广义追赶法进行高效求解,讨论连接边界条... 采用Harr尺度和小波函数为空间场量展开函数,得到时域多分辨小波(MRTD)步进方程,并与交替隐式差分(ADI-FDTD)结合,导出ADI-MRTD融合步进方程.场量迭代的核心转化为分块三对角矩阵线性方程组,提出广义追赶法进行高效求解,讨论连接边界条件的处理,使该方法能够有效地模拟散射问题.以一维问题为例,验证ADI-MRTD融合技术的计算精度和有效性. 展开更多

关键词 Harr尺度 小波函数 时域多分辨 交替隐式差分

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磁化等离子体交替隐式时域有限差分法

3

作者 刘佳雨 王向华 邓浩亮 《天津职业技术师范大学学报》 2024年第2期44-49,共6页

针对传统显式时域有限差分法仿真各向异性磁化等离子体时,时间步长会受到柯朗-费里德里希斯-列维(Courant-Friedrich-Levy,CFL)条件限制的问题,采用拓展的无条件稳定交替隐式时域有限差分方法(alternating-direction-implicit finite-di... 针对传统显式时域有限差分法仿真各向异性磁化等离子体时,时间步长会受到柯朗-费里德里希斯-列维(Courant-Friedrich-Levy,CFL)条件限制的问题,采用拓展的无条件稳定交替隐式时域有限差分方法(alternating-direction-implicit finite-difference time-domain,ADI-FDTD)对无限大磁化等离子体进行数值仿真。该方法在传统两步法基础上增加2个子时间步,同时仍保持无条件稳定的特性。实验结果表明:反射和透射系数与理论值吻合较好。与普通时域有限差分方法相比,该方法能够高效仿真等离子体光子晶体,并且具有较高的精度和无条件稳定的特性。 展开更多

关键词 交替隐式时域有限差分 磁化等离子体 光子晶体 禁带周期特性

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交替隐式时域有限差分分析有耗介质电磁波传播 被引量：2

4

作者 张玉廷 蔡智 刘胜 《电波科学学报》 EI CSCD 北大核心 2011年第6期1088-1094,共7页

针对电磁波在有耗介质中的传播特点,提出了改进的交替方向隐式时域有限差分(ADI-FDTD)算法来研究电磁波在有耗介质中的传播特性。改进后的算法可改善传统ADI-FDTD为提高计算效率导致的计算精度下降的缺点。证明了算法的无条件稳定性,并... 针对电磁波在有耗介质中的传播特点,提出了改进的交替方向隐式时域有限差分(ADI-FDTD)算法来研究电磁波在有耗介质中的传播特性。改进后的算法可改善传统ADI-FDTD为提高计算效率导致的计算精度下降的缺点。证明了算法的无条件稳定性,并分析了算法的数值色散。通过算例对比验证了算法的有效性和对计算精度的改善。将算法应用到金属球体在空气中、地面上方和海平面上方的电磁散射分析中,仿真结果表明:介质损耗在一定程度增大电磁散射的同时,会加大电磁散射的震荡。 展开更多

关键词 交替隐式时域有限差分法 有耗介质 无条件稳定性 数值色散 电磁波

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等离子体的交替方向隐式时域有限差分方法 被引量：3

5

作者 刘少斌 莫锦军 袁乃昌 《红外与毫米波学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2004年第5期363-366,共4页

首次把交替方向隐式时域有限差分法 (ADI FDTD)推广到色散介质———无碰撞非磁化等离子体中 ,计算了非磁化等离子体与电磁波的相互作用 ,使用ADI技术给出了无碰撞等离子体介质中的ADI FDTD迭代公式 .并解析地证明了等离子体ADI FDTD算... 首次把交替方向隐式时域有限差分法 (ADI FDTD)推广到色散介质———无碰撞非磁化等离子体中 ,计算了非磁化等离子体与电磁波的相互作用 ,使用ADI技术给出了无碰撞等离子体介质中的ADI FDTD迭代公式 .并解析地证明了等离子体ADI FDTD算法也是无条件稳定的 .数值计算表明 ,等离子体ADI FDTD算法与传统的FDTD的计算结果吻合 ,计算效率更高 . 展开更多

关键词 ADI-FDTD 磁化等离子体 交替方向隐式时域有限差分法 无条件稳定 隐式 色散介质 迭代公式 时域有限差分方法 算法 电磁波

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交替隐式时域方法精确实现理想导体边界

6

作者 刘丽娜 朱峰 +2 位作者 徐常伟 牛大鹏 邱日强 《电波科学学报》 EI CSCD 北大核心 2014年第5期988-993,共6页

为了准确求解交替方向隐式时域有限差分(Alternating Direction Implicit Finite-Difference Time-Domain,ADI-FDTD)方法实现理想电导体边界和理想磁导体边界的待求场分量系数,通过在获得该系数前应用理想导体边界条件,推导出了相应的... 为了准确求解交替方向隐式时域有限差分(Alternating Direction Implicit Finite-Difference Time-Domain,ADI-FDTD)方法实现理想电导体边界和理想磁导体边界的待求场分量系数,通过在获得该系数前应用理想导体边界条件,推导出了相应的修正系数.计算了单个金属立方体和对称的两个金属立方体的双站雷达散射截面.结果表明:理想导体边界作为理想导体表面,采用修正系数的计算结果与时域有限差分(Finite-Difference Time-Domain,FDTD)方法计算结果更为吻合;理想导体边界作为截断计算空间对称面,采用修正系数的计算结果与ADI-FDTD方法计算结果相同,与理论推导结论一致. 展开更多

关键词 理想电导体边界 理想磁导体边界 交替方向隐式时域有限差分方法

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基于交替隐式有限差分法的快速早期乳腺癌时域微波断层成像 被引量：6

7

作者 陈碧云 张业荣 +1 位作者 王磊 王芳芳 《物理学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2016年第14期101-109,共9页

采用时域微波断层成像技术进行早期乳腺癌检测能够准确地获得乳房的电参数分布,具有明确的物理解释和医学诊断价值.临床应用讲究即时性,为了提高检测的速度,本文将交替隐式有限差分法应用到乳腺癌检测中,基于正反演时间步进成像算法进... 采用时域微波断层成像技术进行早期乳腺癌检测能够准确地获得乳房的电参数分布,具有明确的物理解释和医学诊断价值.临床应用讲究即时性,为了提高检测的速度,本文将交替隐式有限差分法应用到乳腺癌检测中,基于正反演时间步进成像算法进行成像分析,结果显示在保证精度的前提下,采用交替隐式有限差分法的成像时间可缩短为传统时域有限差分法的23%,提高了微波断层成像技术的临床可应用性. 展开更多

关键词 微波断层成像 交替隐式时域有限差分法 乳腺癌

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压气机叶片排内三维紊流流动的隐式高分辨率数值分析 被引量：4

8

作者 姚吉先 刘前智 +1 位作者 周新海 姚吉先 《航空动力学报》 EI CAS CSCD 北大核心 1996年第3期225-228,共4页

对跨音速压气机叶片排内具有复杂三维激波的紊流流场所进行的数值分析，采用了空间三阶精度无波动格式以保证对紊流特征的正确模拟，利用ＬＵ－ＳＧＳ算法避免了一般隐式算法的繁琐运算，使之与显式方法推进一步的运算工作量基本相当，... 对跨音速压气机叶片排内具有复杂三维激波的紊流流场所进行的数值分析，采用了空间三阶精度无波动格式以保证对紊流特征的正确模拟，利用ＬＵ－ＳＧＳ算法避免了一般隐式算法的繁琐运算，使之与显式方法推进一步的运算工作量基本相当，从而构成了一种既准确又高效的跨音速压气机紊流流动数值求解系统。计算与实验进行了对比，结果是令人满意的。 展开更多

关键词 压气机 高分辨率 隐式算法 数值分析

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交替方向隐式时域有限差分法中的Berenger理想匹配层 被引量：1

9

作者 王林年 褚庆昕 梁昌洪 《西安电子科技大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2006年第3期458-461,共4页

提出一种新方案,用于离散Berenger场分裂形式Maxwell方程,将理想匹配层吸收边界条件由通常的时域有限差分法推广到交替方向隐式时域有限差分法.和已有的离散方案比较,采用文中提出的离散方案可使理想匹配层吸收边界的反射误差成数量级... 提出一种新方案,用于离散Berenger场分裂形式Maxwell方程,将理想匹配层吸收边界条件由通常的时域有限差分法推广到交替方向隐式时域有限差分法.和已有的离散方案比较,采用文中提出的离散方案可使理想匹配层吸收边界的反射误差成数量级地减小. 展开更多

关键词 交替方向隐式方法 时域有限差分法 理想匹配层

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3维交替方向隐式时域有限差分算法及其应用 被引量：1

10

作者 高林 谢国大 +2 位作者 黄志祥 许杰 吴先良 《安徽大学学报（自然科学版）》 CAS 北大核心 2020年第4期52-59,共8页

为了克服在传统时域有限差分算法中时间步长受网格尺寸大小的限制,提出一种用于精确模拟波在色散金属结构传播的3维交替方向隐式时域有限差分算法.首先,利用广义关键点色散模型描述金属材料在光学频率下的电磁特性;然后,采用2个1阶微分... 为了克服在传统时域有限差分算法中时间步长受网格尺寸大小的限制,提出一种用于精确模拟波在色散金属结构传播的3维交替方向隐式时域有限差分算法.首先,利用广义关键点色散模型描述金属材料在光学频率下的电磁特性;然后,采用2个1阶微分方程代替2阶广义辅助微分方程的方法,避免时间步长引起的不稳定,降低算法的复杂度和应用难度;最后,用交替方向隐式时域有限差分算法研究1维等离子体模型和3维金属谐振腔结构,将交替方向隐式时域有限差分算法的结果与传统时域有限差分算法进行对比.结果表明二者吻合较好,但交替方向隐式时域有限差分算法的效率更高. 展开更多

关键词 时域有限差分法 交替方向隐式时域有限差分法 金属结构 关键点模型 辅助微分方程

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交替方向隐式时域有限差分算法的应用与发展 被引量：6

11

作者 付强 刘长军 《成都信息工程学院学报》 2005年第1期22-26,共5页

探讨了近年来出现的交替方向隐式时域有限差分法(ADI FDTD)的应用和发展。该方法采用求解微分方程的交替方向隐式改进了FDTD算法,无条件稳定,时间步长不受Courant稳定条件的限制,从而节约了计算时间。提供了微带线电路、平行波导板等计... 探讨了近年来出现的交替方向隐式时域有限差分法(ADI FDTD)的应用和发展。该方法采用求解微分方程的交替方向隐式改进了FDTD算法,无条件稳定,时间步长不受Courant稳定条件的限制,从而节约了计算时间。提供了微带线电路、平行波导板等计算实例。同时针对ADI FDTD内存占用量较大,数值色散增加等存在的不足,讨论了一些改进方法。 展开更多

关键词 时域有限差分法 无条件稳定 交替方向隐式

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无条件稳定的交替方向隐式FDTD算法 被引量：4

12

作者 刘波 高本庆 +1 位作者 薛正辉 胡沥 《电波科学学报》 EI CSCD 2002年第5期437-440,461,共5页

介绍了一种新的FDTD算法———交替方向隐式时域有限差分法 (ADI FDTD)。该方法采用求解微分方程的交替方向隐格式改造了FDTD算法 ,使其能无条件稳定 ,从而极大地节约计算时间 ,成为一种计算时域电磁场分布的高效算法。同时 ,首次尝试利... 介绍了一种新的FDTD算法———交替方向隐式时域有限差分法 (ADI FDTD)。该方法采用求解微分方程的交替方向隐格式改造了FDTD算法 ,使其能无条件稳定 ,从而极大地节约计算时间 ,成为一种计算时域电磁场分布的高效算法。同时 ,首次尝试利用ADI FDTD方法结合时域近远场变换技术计算天线方向图。数值实验的结果和传统FDTD方法及理论值进行了对比 ,数值结果一致性较好 ,并节约了运算所占用的资源 ,提高了计算效率。 展开更多

关键词 交替方向隐式时域有限差分法 ADI-FDTD FDTD 近远场交换 方向图

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一种非条件稳定的隐式时域有限差分法 被引量：2

13

作者 高文军 吕善伟 《电子学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2002年第6期900-902,共3页

介绍一种基于交替方向隐式 (ADI)技术的时域有限差分法 (FDTD) .该方法是非条件稳定的 ,时间步长不再受到Courant稳定条件的限制 ,而是由数值色散误差来确定 .与传统的FDTD相比 ,ADI FDTD增大了时间步长 ,从而缩短了总的计算时间 ,特别... 介绍一种基于交替方向隐式 (ADI)技术的时域有限差分法 (FDTD) .该方法是非条件稳定的 ,时间步长不再受到Courant稳定条件的限制 ,而是由数值色散误差来确定 .与传统的FDTD相比 ,ADI FDTD增大了时间步长 ,从而缩短了总的计算时间 ,特别是当空间网格远小于波长时 ,优点更加突出 .首次把完全匹配层 (PML)边界条件应用到ADI FDTD计算中 ,采用幂指数形式的时间步进算法 ,推导了相应的迭代公式 .进行了实例计算 ,并与传统FDTD的结果对比 ,验证了ADI FDTD的有效性与优越性 . 展开更多

关键词 时域有限差分法 FDTD 交替方向隐式技术 ADI 完全匹配层 PML 电磁场

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基于非零散度关系的交替方向隐式减缩FDTD算法 被引量：1

14

作者 周永刚 徐金平 顾长青 《电子与信息学报》 EI CSCD 北大核心 2006年第2期376-379,共4页

该文证明了即使在无源区域,交替方向隐式时域有限差分法(ADI-FDTD)所给出的电磁场量不满足零散度关系,同时推导出了该散度关系的具体表达式。基于该非零散度关系,将不受Courant稳定条件限制的ADI-FDTD 法和能节约最多达1／3内存的减缩... 该文证明了即使在无源区域,交替方向隐式时域有限差分法(ADI-FDTD)所给出的电磁场量不满足零散度关系,同时推导出了该散度关系的具体表达式。基于该非零散度关系,将不受Courant稳定条件限制的ADI-FDTD 法和能节约最多达1／3内存的减缩时域有限差分(R-FDTD)法结合,提出了一种新的交替方向隐式减缩FDTD算法。该算法保留了ADI-FDTD能增大时间步长,缩短计算时间的优点,同时与ADI-FDTD相比节约了最多达1／3(三维) 或2／5(二维)的内存。与基于零散度关系的ADI／R-FDTD柑比,该算法避免了采刚长时间步长计算时的发散现象。应用所提出的ADI／R-FDTD算法计算了二维自由空间波的传播及一维频率选择表面垂直入射的问题,计算结果与 ADI-FDTD计算结果完全一致,验证了ADI／R-FDTD的正确性和有效性。 展开更多

关键词 FDTD 减缩时域有限差分法(R-FDTD) 交替方向隐式(ADI)技术

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基于非条件稳定时域有限差分法的传输线瞬态分析 被引量：2

15

作者 宋建辉 袁峰 +1 位作者 丁振良 廖百健 《吉林大学学报（工学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2010年第5期1438-1441,共4页

讨论了非条件稳定交替方向隐式(ADI)时域有限差分法(FDTD),把ADI-FDTD应用于传输线瞬态分析,首次推导出基于ADI-FDTD算法的传输线电报方程迭代公式,定义了传输线边界条件,进行了非条件稳定性的理论证明。该方法克服了Courant稳定条件的... 讨论了非条件稳定交替方向隐式(ADI)时域有限差分法(FDTD),把ADI-FDTD应用于传输线瞬态分析,首次推导出基于ADI-FDTD算法的传输线电报方程迭代公式,定义了传输线边界条件,进行了非条件稳定性的理论证明。该方法克服了Courant稳定条件的限制,时间步长只由数值色散误差来确定。计算结果表明,该方法与传统的FDTD的计算结果吻合,可以大大提高计算效率,对于长时间才能稳定的问题具有较高的使用价值。 展开更多

关键词 电子技术 非条件稳定 交替方向隐式时域有限差分法 传输线

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时域电磁计算的LU分解ADI-FVTD方法

16

作者 许勇 牟斌 《微波学报》 CSCD 北大核心 2024年第S1期1-4,共4页

本文提出一种新的时变电磁场交替方向全隐有限体积计算方法,麦克斯韦方程组和空气动力学欧拉方程同为双曲型偏微分方程组,因此计算流体力学(CFD)技术能够在计算电磁学(CEM)中得到推广求解高精度电磁场。不同于ADI-FDTD仅采用物理时间求... 本文提出一种新的时变电磁场交替方向全隐有限体积计算方法,麦克斯韦方程组和空气动力学欧拉方程同为双曲型偏微分方程组,因此计算流体力学(CFD)技术能够在计算电磁学(CEM)中得到推广求解高精度电磁场。不同于ADI-FDTD仅采用物理时间求导项,本文采用双时间方法添加定常虚拟时间导数项,使得物理时间推进步长仅由数值精度决定而不受稳定性限制,稳定性则由虚拟时间子迭代满足。本文隐式迭代采用雅可比系数矩阵分裂,得到在不同方向上的交替方向追赶法(ADI),隐式通量计算采用Steger-Warming分裂,并逐维度进行LU前后向迭代求解,如此得到全隐时变电磁场数值模拟,在保持高数值精度同时,节省计算时间并提升计算效率。 展开更多

关键词 计算流体力学 麦克斯韦方程组 交替方向隐式 时域有限体积法 电磁场

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基于HIE-FDTD方法的电磁热耦合分析快速计算方法研究

17

作者 牟春晖 陈娟 《现代应用物理》 2024年第1期116-125,共10页

基于混合显隐式时域有限差分(hybrid implicit-explicit finite-difference time-domain,HIE-FDTD)方法,提出了一种电磁热耦合分析快速计算方法。仿真电磁场时,采用HIE-FDTD方法求解Maxwell旋度方程;计算温度场时,采用时域有限差分(fini... 基于混合显隐式时域有限差分(hybrid implicit-explicit finite-difference time-domain,HIE-FDTD)方法,提出了一种电磁热耦合分析快速计算方法。仿真电磁场时,采用HIE-FDTD方法求解Maxwell旋度方程;计算温度场时,采用时域有限差分(finite-difference time-domain,FDTD)方法求解热传导方程。由于HIE-FDTD方法只对1维空间偏导数采用隐式差分方法进行离散,因此时间步长不受电磁目标精细结构所在方向网格大小的限制。采用电磁热耦合分析快速计算方法对十字缝隙频率选择表面的电磁热耦合效应进行分析,并将仿真结果与采用传统FDTD方法、CST软件以及COMSOL软件的仿真结果进行对比,所有结果均相互符合。十字缝隙频率选择表面算例结果表明:在保证计算精度的前提下,采用HIE-FDTD方法的仿真时间仅为传统FDTD方法仿真时间的1/6,有效提高了电磁热耦合仿真的计算效率。 展开更多

关键词 混合显隐式时域有限差分 多物理场 电磁热耦合分析 热传导方程 频率选择表面

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ADI-FDTD+GRT在波导电路分析中的应用 被引量：2

18

作者 张岩 吕善伟 《电子学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2005年第9期1688-1690,共3页

本文研究时域有限差分法(FDTD)的一种新的时空压缩技术,并应用于波导电路的分析.首先分析了软激励条件下的改进的几何重置技术(GRT),研究了合理选择源面与参考面的放置位置,使GRT不仅减小了吸收边界对计算结果的影响,而且节省了计算空间... 本文研究时域有限差分法(FDTD)的一种新的时空压缩技术,并应用于波导电路的分析.首先分析了软激励条件下的改进的几何重置技术(GRT),研究了合理选择源面与参考面的放置位置,使GRT不仅减小了吸收边界对计算结果的影响,而且节省了计算空间,还可以精确得到全部散射参量.另外阐述了与交替方向隐式时域有限差分法(ADI-FDTD)相结合,使计算空间和时间同时被压缩,达到节省计算资源的目的.为了衡量ADI-FDTD+GRT算法的计算精度和效率,分析了包含不连续结构的波导作为算例,将其数值计算结果分别与传统FDTD和HFSS作比较,并将端面和参考面不同间距的ADI-FDTD+GRT与传统ADI-FDTD在仿真结果和资源占用方面进行对比,结果表明本文算法是精确和高效的. 展开更多

关键词 时域有限差分法 隐式交替方向法 几何重置技术 波导

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ADI-MRTD算法的数值色散性分析 被引量：1

19

作者 王丽华 吴先良 《现代电子技术》 2007年第11期17-20,共4页

针对传统的时域多分辨分析(MRTD)方法的稳定性不足问题,讨论了一种将交替方向隐式技术(ADI)与MRTD算法相结合的交替方向隐式时域多分辨分析算法(ADI-MRTD)。导出了基于Daubechies小波尺度函数的ADI-MRTD算法的差分公式和色散性方程,同... 针对传统的时域多分辨分析(MRTD)方法的稳定性不足问题,讨论了一种将交替方向隐式技术(ADI)与MRTD算法相结合的交替方向隐式时域多分辨分析算法(ADI-MRTD)。导出了基于Daubechies小波尺度函数的ADI-MRTD算法的差分公式和色散性方程,同时证明了其仍然满足无条件稳定方程。并讨论了空间步长、时间步长和电磁波传播方向等因素对ADI-MRTD算法的数值色散影响。结果表明:ADI-MRTD算法的数值色散特性优于传统的时域有限差分(FDTD)算法。 展开更多

关键词 时域多分辨分析算法 交替方向隐式时域有限差分算法 数值色散 小波尺度函数

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关于二维ADI-FDTD方法的数值色散分析 被引量：2

20

作者 党涛 郑宏兴 《中国民航学院学报》 2004年第2期42-46,共5页

分析比较了目前关于交替方向隐式时域有限差分法(ADI-FDTD)数值色散关系研究的几种理论,指出了其中存在的一些不足。介绍了一种相对合理的数值色散关系式,并利用牛顿迭代法对其进行全面的分析,得出了相关的结论。

关键词 时域有限差分法 交替方向隐式时域有限差分法 CFL条件 牛顿迭代法 数值色散

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