时域有限差分（FDTD）仿真二维（2D）横磁波（TM）的传播

资 源 简 介

时域有限差分（FDTD）仿真二维（2D）横磁波（TM）的传播

详 情 说 明

时域有限差分（FDTD）是计算电磁学中广泛使用的数值方法，用于求解麦克斯韦方程的时域解。在二维横磁波（TM）模式下，仅需考虑电场Ez和磁场Hx、Hy分量，这大大简化了计算复杂度。

### 仿真流程 网格划分：将仿真区域离散化为Yee网格，电场和磁场分量在时空上交替采样，满足法拉第定律和安培定律的差分形式。 时间迭代：采用蛙跳式时间步进，磁场和电场交替更新，其时间步长需满足CFL稳定性条件。 PML实现：在边界处设置完全匹配层，通过引入人工损耗系数，渐进吸收外向波以减少反射。PML的参数选择直接影响吸收效果。

### 关键点 色散控制：网格分辨率需远小于最小波长以避免数值色散。 激励源：常用高斯脉冲调制正弦波作为源函数，兼顾带宽和时域特性。 场量提取：可通过近场-远场变换或直接观测特定点的时域波形分析传播特性。

此方法适用于波导、散射体等电磁问题的快速建模，结合PML可有效模拟开放空间中的辐射行为。