频率域电磁波优化25点有限差分正演模拟

摘要

时间域电磁波有限差分方法(FDTD)是一种常用的电磁波数值模拟方法,通过将电磁波进行网格化处理,使得电场和磁场均匀的分布在网格上,从而求解电磁波方程。本文基于麦克斯韦方程组,开展了基于频率域电磁波有限差分的相关研究。为了验证频率域有限差分的可行性以及提高数值模拟精度,主要采用了两种方法:第一种方法是在麦克斯韦方程组的基础上直接推导出频率域电磁波方程,避免了时间域递推造成的累计误差;第二种方法是采用优化25点差分方法构建频率域电磁波方程算子,不仅保证了模拟的精度,而且能有效的抑制数值频散。此外,为了验证算法的可行性,在PML边界条件下进行了频率域电磁波的数值模拟。