申请/专利权人：厦门大学

申请日：2022-01-17

公开（公告）日：2024-06-28

公开（公告）号：CN114417667B

主分类号：G06F30/23

分类号：G06F30/23;G06F17/11;G06F17/15;G06F17/16;G06F111/10

优先权：

专利状态码：有效-授权

法律状态：2024.06.28#授权;2022.05.20#实质审查的生效;2022.04.29#公开

摘要：基于时域有限差分的双曲超材料的完美匹配层方法，属于计算电磁仿真领域。包括以下步骤：1设置FDTD算法的仿真参数；2确定仿真精度和离散网格数；3在双曲介质中加入正弦波源；4更新电场和磁场分量；5绘制磁场分布，并分析稳定性；6数据后处理，若步骤5中得到的磁场场量的结果不收敛，或误差较大，则说明PML不稳定，需要对PML进行修正。在双曲材料中传播的电磁波在传统PML和COMSOL频域PML仿真中存在数值发散的问题，本发明解决时域传统PML和COMSOL中频域PML不能吸收双曲材料中的电磁波的问题，并表现出很强的稳定性，数值结果进一步验证了PML改进技术的有效性。

主权项：1.基于时域有限差分的双曲超材料的完美匹配层方法，其特征在于包括以下步骤：1设置FDTD算法的仿真参数；2确定仿真精度和离散网格数；3在双曲介质中加入正弦波源，并更新磁场；4更新电场和磁场分量；所述在双曲介质中加入正弦波源，并更新磁场的具体步骤和原理为：正弦波源设置为单一频率正弦波sinωt，其中则等效后的双曲介质材料参数为εxω＝1εyω＝-1；所述更新电场和磁场分量，具体步骤为：双曲材料的相对磁导率μr＝1，相对介电常数εr有以下矩阵张量形式： 其中εxω＝1εyω＝-1，为改进双曲介质中PML不稳定现象，引入辅助变量修正后向波，使后向波的电磁波修正为前向波； 其中，i取x或y，进而基于PML的坐标变换改进为： 不同的被用于修正不同方向上的后向波，对于上述双曲介质中传播的电磁波来说，在x方向上为后向波，为使其满足稳定条件，采取在y方向上为前向波，选取对于另一种在y方向带有后向波模式的双曲介质，取而在x方向为前向波模式，选取为简化从频域到时域的坐标变换，的选择相应简单；对于双曲介质来说，在x方向上为后向波，取使PML在x方向上稳定，同时，y方向上为前向波选取使用改进后的PML的坐标变换及进行频域到时域的变换，引入辅助变量My和Ky，则改进后TE波在PML中的迭代方程为： 5绘制磁场分布，并分析稳定性；6数据后处理，若步骤5中得到的磁场场量的结果不收敛，或误差较大，则说明PML不稳定，需要对PML进行修正。

全文数据：

权利要求：

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