3D FDTD源文件

资 源 简 介

3D FDTD源文件

详 情 说 明

3D FDTD（时域有限差分）是一种广泛应用于电磁场仿真的数值计算方法，特别适合模拟波在复杂介质中的传播特性。本文介绍的MATLAB实现参照了葛德彪教授的经典著作，具有高度可读性和详细注释，非常适合初学者理解FDTD的核心原理。

该实现主要包含以下几个关键部分：

网格划分与参数初始化 程序首先定义计算区域的3D空间网格，包括X、Y、Z三个方向的离散点。同时初始化电场和磁场的分量，这些分量在空间中交错排列，符合FDTD标准的Yee网格格式。材料参数如介电常数和磁导率也可以在这一部分进行设置。

时域更新循环 通过时间步进的方式，交替更新电场和磁场分量。电场更新依赖于前一时刻的磁场旋度，而磁场更新则依赖于当前时刻的电场旋度。这种交替更新保证了数值稳定性，并严格遵循Maxwell方程组的离散形式。

2MUR吸收边界条件 为了模拟无限大空间，程序在边界处采用了2MUR（二阶Mur）吸收边界条件。这种边界处理能有效减少人工反射，使仿真更接近真实物理场景。2MUR通过边界处的特殊差分格式，逐步衰减外向传播的波。

源激励设置 用户可自定义激励源的位置和波形，通常采用高斯脉冲或正弦调制信号作为源。源的位置一般设置在计算区域内部，通过硬源或软源方式引入到电场或磁场分量中。

通过这个实现，用户可以直观地观察电磁波在3D空间中的传播过程，包括反射、折射和衍射等现象。详细的注释不仅解释了代码逻辑，还标注了对应的物理方程，帮助读者建立数值方法与电磁理论之间的桥梁。