2维的fdtd计算源程序

资 源 简 介

2维的fdtd计算源程序

详 情 说 明

二维FDTD（时域有限差分）方法是计算电磁学中广泛使用的数值仿真技术，特别适合模拟电磁波在复杂介质中的传播特性。PML（完美匹配层）作为边界条件能够有效吸收 outgoing 波，避免非物理反射对计算区域的干扰。

核心计算流程采用Yee网格对Maxwell方程进行中心差分近似，通过交替更新电场和磁场分量实现时间步进。对于TM波仿真，主要追踪Hz、Ex、Ey三个场分量，每个时间步包含磁场更新、电场更新、源激励注入三个关键阶段。

PML实现通过在边界区域引入各向异性的电导率分布，使电磁波在进入PML层时呈指数衰减。常见的做法是对σ参数进行多项式渐变设计，在PML内部边界保持阻抗匹配条件。二维情况下需要特别注意角落区域的处理，通常采用重叠的x方向和y方向PML组合。

计算效率优化可考虑场分量更新的向量化操作，合理选择空间步长满足CFL稳定性条件。对于宽频带仿真，建议使用高斯脉冲调制源，后通过傅里叶变换获取频域响应。该方法的扩展性较强，可进一步加入介质参数色散模型或非线性光学效应。