2D-FDTD时域有限差分法的二维代码

资 源 简 介

2D-FDTD时域有限差分法的二维代码

详 情 说 明

时域有限差分(FDTD)方法是一种广泛应用于电磁场仿真的数值计算技术。其核心思想是将麦克斯韦方程组在空间和时间上进行离散化处理。

对于二维FDTD实现，通常需要考虑TE(横电)或TM(横磁)两种极化模式。以TM模式为例，主要涉及三个场分量：Ez、Hx和Hy。算法采用交错网格(Yee网格)对电场和磁场进行空间采样，并在时间上采用蛙跳式推进方案。

实现过程一般包含以下关键步骤：首先需要设置计算区域大小和网格划分，然后初始化各场分量数组。接着建立时间循环，在每个时间步中交替更新电场和磁场分量。边界处理通常采用吸收边界条件(PML)来模拟无限大空间。最后可以通过场值取样实现特定位置的场量监测。

这种方法的优势在于能直观展现电磁波传播过程，适用于复杂媒质和非线性问题的仿真。二维实现相比三维版本计算量更小，适合作为学习FDTD方法的入门案例。