MATLAB实现基于TM波的二维FDTD电磁场模拟程序

资 源 简 介

该MATLAB项目应用有限差分时域法(FDTD)，实现二维横磁波(TM波)在介质中的传播仿真。程序支持平面波入射及自定义介质参数，可动态显示电场和磁场分布的时间演化过程，适用于电磁波传播特性研究。

详 情 说 明

基于TM波平面波入射的二维FDTD电磁场模拟程序

项目介绍

本项目基于有限差分时域法(FDTD)实现了二维横磁波(TM波)的电磁场仿真。程序采用Yee网格离散化技术，能够模拟平面波入射到不同介质结构时的电磁响应，包括电场和磁场分布的时间演化过程。通过支持自定义介质参数、边界条件设置和激励源配置，可广泛应用于电磁波传播特性研究、光子晶体分析等领域。

功能特性

• TM波全场模拟：精确模拟横磁波在二维介质中的传播过程
• 灵活参数配置：支持自定义介质参数、源参数和计算网格
• 高级边界处理：集成完全匹配层(PML)边界条件，有效抑制边界反射
• 多维度输出：提供电场、磁场分量及能量分布的完整数据输出
• 可视化支持：实时动态显示电磁波传播过程，支持生成传播动画

使用方法

1. 参数设置：修改输入参数，包括网格尺寸、时间步长、介质属性等
2. 运行模拟：执行主程序，开始FDTD迭代计算
3. 结果查看：程序自动生成电磁场分布图和动态传播动画
4. 数据导出：可保存场分布数据用于后续分析

系统要求

• 操作系统：Windows/Linux/macOS
• 运行环境：MATLAB R2018a或更高版本
• 内存：至少4GB RAM（建议8GB以上）
• 存储空间：至少1GB可用空间

文件说明

主程序文件集成了计算区域初始化、Yee网格构建、平面波源设置、边界条件处理以及电磁场更新等核心功能。通过时间步进循环实现电磁波传播过程的完整模拟，并实时进行场分布的可视化输出。程序内置了数据采集模块，可记录关键时间步的场分布数据，支持生成动态传播动画和静态场分布快照。