有耗色散地质介质中电磁波传播特性的FDTD计算分析 被引量：3

1

作者 郭江 曹俊兴 何晓燕 《成都理工大学学报（自然科学版）》 CAS CSCD 北大核心 2010年第1期96-102,共7页

介绍一种基于三维时域有限差分法(FDTD)的有耗色散地质介质中电磁波传播特性数值分析方法。通过将色散介质本构关系和场量关系直接变换为时域微分方程的方法,导出了适用于一般色散介质中电磁场分析的时域有限差分法计算公式,并将完全匹... 介绍一种基于三维时域有限差分法(FDTD)的有耗色散地质介质中电磁波传播特性数值分析方法。通过将色散介质本构关系和场量关系直接变换为时域微分方程的方法,导出了适用于一般色散介质中电磁场分析的时域有限差分法计算公式,并将完全匹配层(PML)吸收边界融入了FDTD计算格式。通过计算分析了介质色散对电磁波场传播的影响,观测到介质色散会导致电磁脉冲在传播中波形展宽、位相滞后、幅度减小。因此,电磁探测数据的处理解释应将介质的色散影响纳入考虑。 展开更多

关键词 时域有限差分法(fdtd) 色散介质 完全匹配层(pml) 各向异性pml吸收边界

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基于FDTD算法在PBG-PCFS中色散对TE波与TM波能量转移特性分析 被引量：1

2

作者 曾辉 卓辉 +6 位作者 稂慧芳 欧超 孙锐 肖浩博 庞海峰 曾光 周能 《激光杂志》 北大核心 2015年第3期62-66,共5页

通过二维Yee氏元胞割分法中的时域有限差分(FDTD)法对光子晶体光纤中二维导行电磁波在TE波,TM波中x,y,z方向矢量数值变换以此来建立入射激励光源在光子晶体中传播行为的基本理论模型,为此通过对Courant稳定条件及BS-PML吸收边界等参数... 通过二维Yee氏元胞割分法中的时域有限差分(FDTD)法对光子晶体光纤中二维导行电磁波在TE波,TM波中x,y,z方向矢量数值变换以此来建立入射激励光源在光子晶体中传播行为的基本理论模型,为此通过对Courant稳定条件及BS-PML吸收边界等参数进行设定与计算机程序数值仿真相结合的方式分析了入射光波在不同时间段不同色散值所产生的电场波与磁场波之间特性关系。研究结果表明:即色散数值偏大时,其光子晶体光纤中TM波能量转移更为显著。 展开更多

关键词 fdtd算法 pml边界 光子晶体光纤 色散

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基于自适应遗传算法的FDTD中完全匹配层的设置方法 被引量：2

3

作者 项阳 钱祖平 王增和 《微波学报》 CSCD 北大核心 2006年第3期28-31,44,共5页

针对时域有限差分算法进行电磁场数值求解时的PML吸收边界层的设置问题,给出了利用自适应遗传算法对吸收层的电导率进行优化确定吸收层电导率的方法,得到了相同激励源下吸收效果最佳的吸收层各层电导率值,该值只是经典边界电导率取值的... 针对时域有限差分算法进行电磁场数值求解时的PML吸收边界层的设置问题,给出了利用自适应遗传算法对吸收层的电导率进行优化确定吸收层电导率的方法,得到了相同激励源下吸收效果最佳的吸收层各层电导率值,该值只是经典边界电导率取值的边界反射场值的1/5不到,而且随着计算时间的增长,吸收稳定性增强,可以更加准确地进行电磁场数值模拟。 展开更多

关键词 时域有限差分 pml吸收边界 遗传算法

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电磁场FDTD算法的容错分析与实现 被引量：1

4

作者 刘瑜 梁正 杨梓强 《电子学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2008年第9期1766-1770,共5页

针对时域有限差分(FDTD)算法的计算机实现困难,提出时间与空间容错概念,并详细分析了FDTD算法的容错特性,以及影响容错FDTD执行性能与计算精度的几个关键因素.在容错实现中,本文提出容错写盘时忽略理想匹配层(PML)吸收边界,并利用内存... 针对时域有限差分(FDTD)算法的计算机实现困难,提出时间与空间容错概念,并详细分析了FDTD算法的容错特性,以及影响容错FDTD执行性能与计算精度的几个关键因素.在容错实现中,本文提出容错写盘时忽略理想匹配层(PML)吸收边界,并利用内存映射技术实现电/磁场值数组,然后将其应用到FDTD算法的时间与空间容错中.数值模拟实例和相关的性能比较结果验证了方法的有效性. 展开更多

关键词 时域有限差分算法 容错 吸收边界 内存映射数组

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完全匹配层(PML)吸收边界条件的理论分析 被引量：9

5

作者 陈彬 方大纲 陈晓明 《微波学报》 CSCD 北大核心 1996年第2期109-115,共7页

本文以屏蔽微带线为例,应用谱域方法推导了时域差分(FDTD)法中所用的完全匹配层(PML)吸收边界条件的公式,并且严格证明了有关参数的选择原则.计算表明,在屏蔽微带线中,这种吸收边界条件的反射系数可以小于-80dB.本文所给出的推导方法对... 本文以屏蔽微带线为例,应用谱域方法推导了时域差分(FDTD)法中所用的完全匹配层(PML)吸收边界条件的公式,并且严格证明了有关参数的选择原则.计算表明,在屏蔽微带线中,这种吸收边界条件的反射系数可以小于-80dB.本文所给出的推导方法对于平面分层介质结构是普遍适用的,因为谱域中的每一个波谱实际上都代表一个平面波.文中所给出的推导揭示了这种吸收边界条件的机理,它对于正确使用以及进一步改进这种吸收边界条件都是有意义的. 展开更多

关键词 fdtd法 完全匹配层 吸收边界条件 电磁波传播

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一般各向异性介质中的改进完全匹配层(MPML) 被引量：1

6

作者 陈彬 方大纲 高成 《南京理工大学学报》 EI CAS CSCD 1997年第5期453-456,共4页

该文提出了一般各向异性介质中的改进完全匹配层（ＭＰＭＬ），导出了各向异性介质中的ＭＰＭＬ完全匹配条件，数值计算的结果证明了方法的有效性，并表明各向异性媒质中，ＭＰＭＬ吸收层在吸收凋落波方面比ＰＭＬ更有效。

关键词 fdtd法 完全匹配层 各向异性介质 微带电路

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稀疏存储的显式有限元三角网格地震波数值模拟及其PML吸收边界条件 被引量：30

7

作者 刘有山 滕吉文 +1 位作者 刘少林 徐涛 《地球物理学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2013年第9期3085-3099,共15页

有限元法是复杂介质地震模拟的有力工具,它能比较客观地反映地震波的传播,比较细致地再现地震图像.但是,为了获得较精确的结果,有限元法模拟地震波的传播需要的网格点数多,具有计算量大和消耗内存多的缺点.针对上述缺点,本文对刚度矩阵... 有限元法是复杂介质地震模拟的有力工具,它能比较客观地反映地震波的传播,比较细致地再现地震图像.但是,为了获得较精确的结果,有限元法模拟地震波的传播需要的网格点数多,具有计算量大和消耗内存多的缺点.针对上述缺点,本文对刚度矩阵采用压缩存储行（CSR）格式,以减少计算量并节省内存;采用集中质量矩阵得到对角的质量矩阵以提高有限元法（显式有限元）的计算效率;时间离散采用保能量的Newmark算法以提高有限元法的计算精度;采用变分形式（弱形式）的PML吸收边界条件对人工截断边界进行处理.通过与高精度的数值方法——谱元法的数值试验的对比表明,上述方法的引入可使有限元法在计算精度和计算效率方面均可取得比较显著的改进.为了获得相当的计算精度,相比于7阶谱元法,显式有限元法需要更精细的网格.然而,显式有限元法的计算速度比前者快近2倍,而内存需求仅为谱元法的1/4～1/6. 展开更多

关键词 显式有限元法 压缩存储行（CSR）格式 集中质量矩阵 Newmark算法 pml吸收边界条件 谱元法

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三维PML吸收边界条件在微带线不连续性问题分析中的应用

8

作者 周平 徐善驾 《红外与毫米波学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2001年第6期451-454,共4页

将完全匹配层 (PML )吸收边界条件从求解二维 TE/TM模问题推广到求解三维混合模传输线问题 .通过对各种三维微带线不连续性结构散射特性的计算表明 ,文中给出的电磁 PML 吸收边界条件保持了二维情况下宽带、高精度的优点 ,在复杂结构的 ... 将完全匹配层 (PML )吸收边界条件从求解二维 TE/TM模问题推广到求解三维混合模传输线问题 .通过对各种三维微带线不连续性结构散射特性的计算表明 ,文中给出的电磁 PML 吸收边界条件保持了二维情况下宽带、高精度的优点 ,在复杂结构的 FDTD分析中具有重要的实用意义 . 展开更多

关键词 安全匹配吸收边界条件 时域有限差分法 不连续性 微带线 pml 散射特性 微波 电磁波

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电磁脉冲作用下近地电缆外皮感应电流的全波分析 被引量：22

9

作者 陈彬 王廷永 +4 位作者 高成 周璧华 石立华 陆峰 万海军 《微波学报》 CSCD 北大核心 2000年第5期549-553,526,共6页

本文采用时域有限差分法 ,分析电磁脉冲作用下 ,地面附近同轴电缆所感应的外皮电流。在计算外皮感应电流时 ,既考虑了传输线模式电流 ,也考虑了天线电流。该方法适合分析各种电缆的外皮感应电流。所得结果与有关资料作了对比 ,说明本文... 本文采用时域有限差分法 ,分析电磁脉冲作用下 ,地面附近同轴电缆所感应的外皮电流。在计算外皮感应电流时 ,既考虑了传输线模式电流 ,也考虑了天线电流。该方法适合分析各种电缆的外皮感应电流。所得结果与有关资料作了对比 ,说明本文的计算结果是合理的。 展开更多

关键词 时域有限差分法 电磁脉冲 同轴电缆 外皮感应电流 全波分析

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复频率参数完全匹配层吸收边界在瞬变电磁法正演中的应用 被引量：22

10

作者 李展辉 黄清华 《地球物理学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2014年第4期1292-1299,共8页

本文将复频率参数完全匹配层(Complex Frequency Shifted Perfectly Matched Layer,CFS-PML)吸收边界应用到瞬变电磁法(Transient Electromagnetic,TEM)三维正演中,以替代传统的狄利克雷边界条件,使用时域有限差分法(Finite-difference ... 本文将复频率参数完全匹配层(Complex Frequency Shifted Perfectly Matched Layer,CFS-PML)吸收边界应用到瞬变电磁法(Transient Electromagnetic,TEM)三维正演中,以替代传统的狄利克雷边界条件,使用时域有限差分法(Finite-difference time-domain,FDTD)进行空间离散和时间步进.本文给出了扩散场在CFS-PML内部的平面波解,分析了常规PML在TEM正演中失效的原因,并给出了CFS-PML在TEM正演中参数设置准则.最后分别使用全空间和半空间模型进行有效性检验.全空间检验结果表明,使用CFS-PML的解在我们正演的所有延迟时间内均与理论解吻合得非常好,而使用狄利克雷边界的解可与理论解偏离一个量级以上.半空间检验结果表明,CFS-PML亦明显优于狄利克雷边界,然而CFS-PML对空气中的场吸收甚微,相对误差依然会随着延迟时间缓慢增加,正演时需要根据误差容忍度设计适当的模型. 展开更多

关键词 瞬变电磁 三维正演 时域有限差分 吸收边界 CFS-pml

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以改进的混合方法预测室外到室内的电波传播 被引量：7

11

作者 黄永明 吕英华 +2 位作者 徐立 张洪欣 冯晓俊 《电波科学学报》 EI CSCD 2003年第4期428-432,共5页

采用了理想匹配吸收层技术改进了了基于衍射几何射线法(GTD)与时域有限差分法(FDTD)的混合方法,改进后的方法使计算结果比基于Mur吸收边界条件的混合法更精确更具有稳定性。该方法可作为一种移动通信系统设计方法的新选择;利用该方法研... 采用了理想匹配吸收层技术改进了了基于衍射几何射线法(GTD)与时域有限差分法(FDTD)的混合方法,改进后的方法使计算结果比基于Mur吸收边界条件的混合法更精确更具有稳定性。该方法可作为一种移动通信系统设计方法的新选择;利用该方法研究了由室外到室内的电波传播预测,给出了计算结果和传播规律性。 展开更多

关键词 电波传播 理想匹配吸收层 衍射几何射线法 时域有限差分法 移动通信

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时域有限差分法常用吸收边界的性能分析 被引量：3

12

作者 于涛 戚宗锋 李志鹏 《海军航空工程学院学报》 2016年第5期506-512,共7页

文章对时域有限差分法常用吸收边界的性能进行了分析,包括Mur吸收边界、PML(Perfectly Matched Layer)、UPML(Uniaxial PML)以及CPML(Convolution PML)。首先,简要介绍了几种吸收边界的理论基础;然后,根据前面理论进行Matlab仿真,通过... 文章对时域有限差分法常用吸收边界的性能进行了分析,包括Mur吸收边界、PML(Perfectly Matched Layer)、UPML(Uniaxial PML)以及CPML(Convolution PML)。首先,简要介绍了几种吸收边界的理论基础;然后,根据前面理论进行Matlab仿真,通过采样二维情况下的高斯源和正弦源激励的电场值,分析比较4种吸收边界的性能;最后,总结了各种吸收边界的优劣和特点。 展开更多

关键词 Mur吸收边界 pml Upml Cpml 时域有限差分法

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采用完全匹配层吸收边界的隐含变向时域有限差分算法

13

作者 李葵芳 李太全 《长江大学学报（社会科学版）》 2003年第2期59-62,共4页

将完全匹配层吸收边界应用于隐含变向时域有限差分算法 ,讨论了此方式下的迭代公式和计算步骤 ,并比较了该算法与显式时域有限差分算法的数值结果 ,证明了该算法快速高效的特性 .

关键词 隐含变向时域有限差分方法 完全匹配层吸收边界 时域有限差分方法

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三角网格谱元法地震波场数值模拟 被引量：17

14

作者 刘有山 滕吉文 +3 位作者 徐涛 刘少林 司芗 马学英 《地球物理学进展》 CSCD 北大核心 2014年第4期1715-1726,共12页

谱元法结合了有限元法的灵活性和谱方法的指数收敛性,高效且高精度,是近年来发展的一种重要的地震波场数值模拟方法.经典的谱元法采用四边形(六面体)网格,利用一维Gauss-Legendre-Lobatto(GLL)积分的张量积得到对角的质量矩阵,以大大提... 谱元法结合了有限元法的灵活性和谱方法的指数收敛性,高效且高精度,是近年来发展的一种重要的地震波场数值模拟方法.经典的谱元法采用四边形(六面体)网格,利用一维Gauss-Legendre-Lobatto(GLL)积分的张量积得到对角的质量矩阵,以大大提高计算效率,但是四边形(六面体)网格不能够灵活地刻画复杂的几何模型的弯曲界面.为此,在谱元法中引入三角形(四面体)网格到二维(三维)是十分必要的.不同于经典的谱元法,在非结构化网格中不能使用GLL积分的张量积,使得非结构化网格的谱元法的实现存在着诸多的困难.目前,比较流行的三角网格谱元法,通过使用KoornwinderDubiner(KD)正交多项式,并正交化这些KD多项式构建基函数,同时利用重合的插值节点和积分节点以获取对角的质量矩阵;它所使用的积分点为优化的点集——Fekete点,且这些积分点能与四边形网格完全耦合.相比于四边形,三角网格谱元法能显著提高复杂模型的描述能力,对起伏地表模型有很大优势.本文引入高效的最佳匹配层(PML)吸收边界条件,并通过数值试验将三角网格谱元法与经典的谱元法进行对比研究.相比于经典的谱元法,三角网格谱元法显著缺点为较低的计算精度.对于7阶谱元,为了能够精确地模拟面波,三角网格谱元法需要在每个最短的面波波长内至少有11个采样点,然而经典的谱元法仅需4个采样点,并且前者所需的内存量约为后者的5.5倍. 展开更多

关键词 三角网格谱元法 压缩存储行(CSR)格式 pml吸收边界条件 Newmark算法 显式有限元法 Koornwinder-Dubiner多项式 Fekete点

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