MATLAB实现FDTD电磁场模拟与动态可视化系统

资 源 简 介

基于MATLAB的时域有限差分法（FDTD）电磁场仿真系统，支持自定义波源类型和介质参数，提供动态电场/磁场可视化。适用于电磁波传播研究与教学演示。

详 情 说 明

基于时域有限差分法的电磁场模拟与动态可视化系统

项目介绍

本项目是一个基于时域有限差分法(FDTD)的电磁场数值模拟与可视化系统。系统能够模拟电磁波在各种介质环境中的传播过程，并通过动态图形实时展示电场和磁场的时空演变。采用严谨的数值计算方法，为电磁波传播特性研究提供直观的可视化分析工具。

功能特性

• 完整FDTD算法实现：基于Yee网格的空间离散和蛙跳格式的时间推进
• 灵活的参数配置：支持用户自定义仿真空间、时间步长、介质属性等关键参数
• 多种边界条件处理：实现完美匹配层(PML)吸收边界条件，有效减少边界反射
• 多类型波源支持：可设置高斯脉冲源等多种激励源类型
• 实时动态可视化：在仿真过程中实时显示电场/磁场分布动态演变
• 丰富的输出结果：提供场分布快照、监测点数据、坡印廷矢量等多种分析结果

使用方法

1. 参数设置：在主配置文件中设置仿真参数，包括网格尺寸、时间参数、介质属性、波源位置和边界条件等。

1. 运行仿真：执行主程序启动仿真计算，系统将自动进行时间迭代计算并实时显示场分布。

1. 结果查看：仿真过程中可观察动态场图，仿真结束后可查看保存的场分布快照、时间序列数据和功率流分布。

1. 数据分析：系统提供收敛性分析数据和仿真报告，用于验证计算结果的可靠性。

系统要求

• 操作系统：Windows/Linux/macOS
• MATLAB版本：R2018b或更高版本
• 内存要求：建议8GB以上，大规模仿真需要更多内存
• 存储空间：至少1GB可用空间用于数据存储

文件说明

主程序文件整合了整个系统的核心功能，包括仿真参数初始化、时域有限差分法的迭代计算流程、边界条件的处理实施、激励源的设置与更新、电磁场各组分的时序推进计算，以及实时可视化模块的调用和最终结果数据的输出保存。该文件通过协调各算法模块的有序执行，完成了从参数输入到结果展示的完整仿真流程。