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二维FDTD方法在电磁仿真中的应用
时域有限差分(FDTD)方法是计算电磁场问题的经典数值技术。在二维情况下,该方法通过在空间和时间上交替更新电场和磁场分量,实现对电磁波传播过程的模拟。
针对方柱散射问题,我们需要特别注意边界条件的设置。MUR吸收边界是一种常用的二阶吸收边界条件,它能有效减少计算域边界上的非物理反射。其核心思想是通过在边界处引入特定的差分方程,使得向外传播的波能够自然透射出去。
在仿真过程中,方柱作为散射体会导致入射电磁波产生复杂的散射场分布。通过合理设置网格分辨率和时间步长,可以准确捕捉到散射场的细节特征。值得注意的是,在方柱的尖角处容易出现场强集中现象,这需要在网格划分时给予特别关注。
典型的分析流程包括:建立包含方柱的计算域、设置激励源、运行FDTD时间迭代、最后提取稳态散射场数据。这种方法虽然计算量较大,但能直观展示电磁波与散射体相互作用的动态过程。