MATLAB实现UPML边界条件的FDTD电磁波传播模拟系统

资 源 简 介

本项目基于MATLAB开发，采用有限时域差分法（FDTD）结合各向异性完全匹配层（UPML）边界条件，高效模拟电磁波在复杂介质中的传播过程。系统可精确吸收边界反射，适用于电磁仿真与波动力学分析。

详 情 说 明

基于UPML边界条件的有限时域差分法电磁波传播模拟系统

项目介绍

本项目实现了一个完整的有限时域差分法(FDTD)电磁波模拟器，专门用于分析电磁波在复杂介质中的传播特性。系统采用各向异性完全匹配层(UPML)作为边界条件，能够有效吸收边界处的电磁波，消除非物理反射现象。通过本系统，用户可以深入研究电磁波在各类介质中的传播规律和特性。

功能特性

• 三维时域电磁场更新：基于麦克斯韦方程组建立完整的时域更新方程
• 高效边界处理：采用UPML技术实现低反射边界条件
• 多种激励源支持：支持点源、平面波等多种激励源类型
• 全面可视化分析：提供二维/三维电磁场强度分布可视化
• 多维度性能评估：可计算能量衰减、相位变化、边界反射误差等指标

使用方法

1. 参数配置：设置计算区域网格尺寸、时间步长、总仿真时长等基本参数
2. 边界条件设定：配置UPML边界层厚度和导电率分布参数
3. 激励源定义：选择源类型，设定位置、频率、振幅等参数
4. 介质属性指定：定义计算区域内各点的介电常数和磁导率分布
5. 执行仿真：运行主程序开始电磁场传播模拟
6. 结果分析：查看场强分布图、能量衰减曲线等输出结果

系统要求

• 操作系统：Windows/Linux/macOS
• MATLAB版本：R2018a或更高版本
• 内存：至少8GB RAM（建议16GB以上）
• 硬盘空间：至少2GB可用空间

文件说明

主程序文件实现了系统的核心功能，包括电磁场更新方程的建立与求解、UPML边界条件的应用与场值更新、多种激励源的生成与注入、计算过程的稳定性控制以及结果数据的输出与可视化。该文件整合了所有关键技术模块，为用户提供完整的仿真流程。