二维FDTD电磁场仿真MATLAB教学代码

资 源 简 介

基于MATLAB实现标准FDTD算法，展示二维电磁波在Yee网格中的传播过程。支持自定义介质参数与边界条件，适用于电磁学教学与算法验证。

详 情 说 明

二维FDTD电磁场传播仿真基础教学例程

项目介绍

本项目是一个基于时域有限差分法（FDTD）的二维电磁场传播仿真教学程序。通过采用Yee网格离散技术，实现了电磁波在二维空间中的传播过程模拟。项目旨在为计算电磁学学习者提供一个直观、易用的FDTD算法教学平台，帮助理解电磁波传播的基本原理和数值仿真方法。

功能特性

• 核心算法: 实现标准的FDTD迭代算法，采用Yee网格进行空间离散
• 边界条件: 支持PEC（理想导体）和PML（完美匹配层）两种边界条件
• 介质设置: 可自定义空间中介质的相对介电常数和磁导率分布
• 激励源: 提供点源和高斯脉冲两种激励源选项，可自定义位置和参数
• 可视化: 实时显示电场和磁场分布的动态演化过程
• 分析功能: 计算能量守恒特性，提供数值稳定性分析

使用方法

1. 参数配置: 根据需要设置仿真参数，包括网格尺寸、时间步长、介质参数等
2. 边界设置: 选择边界条件类型（PEC或PML），配置PML层参数
3. 源设置: 指定激励源类型、位置和特性参数
4. 运行仿真: 执行主程序开始FDTD迭代计算
5. 结果查看: 观察电磁场传播动画，分析能量变化曲线和场分布图

系统要求

• MATLAB R2018a或更高版本
• 推荐内存：4GB以上
• 支持的操作系统：Windows/Linux/macOS

文件说明

主程序文件包含了FDTD仿真的完整实现，其主要功能包括：初始化仿真环境参数和电磁场变量；构建介质参数分布和边界条件设置；实现电磁场更新的核心迭代循环，其中完成了电场和磁场的交替计算；提供激励源的注入功能；进行实时的场分布可视化展示；同时计算并输出能量守恒等分析结果。