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求救高手指导
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求救高手指导
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2009-09-10
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2010-11-04
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125
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仿真二级
0楼
发表于: 2009-09-21 17:59:50
这是我写的一个FDTD的程序(MATLAB,参考葛得彪、闫玉波的书籍)中关于UPML的部分的,我实在是不知道该如何去修改才能免去发散的情况了,
h ?%]uFJC
只好来这里求救,希望能有高手来救命了!!!
G[5z3
感激不尽啊
96 !e:TU
另外,附件附上我的整个的程序,有感兴趣的朋友请多指教
?_7^MP>
-|~tZuf
sigmax=5/(150*pi*dx*sqrt(1));%暂时这样设计
L5yv}:.U
epsrmax=1.75;
sj0{;>>%+N
d=10; %吸收UPML层厚度
[boB4>.
sig=zeros(ie,je,ke,3);
%最后的3分别用来表示x、y、z分量
Rck k
epsr=ones(ie,je,ke,3);
iZ-"l3)D
%%%%%%%先是构造PML层的本构参数
MUd 9R
epsr(itmin-1-d:itmin-1,jtmin-1-d:jtmax+1+d,ktmin-1-d:ktmax+1+d,2:3)=1;
YE\s<$
epsr(itmax+1:itmax+1+d,jtmin-1-d:jtmax+1+d,ktmin-1-d:ktmax+1+d,2:3)=1;
wsLfp82
for p=itmin-1-d:itmin-1
%垂直于x轴的sigma,epsr迭代
rfS kQT
sig(p,jtmin-1-d:jtmax+1+d,ktmin-1-d:ktmax+1+d,1)=sigmax*(p-itmin)^4/d^4;
fbK`A?5K
epsr(p,jtmin-1-d:jtmax+1+d,ktmin-1-d:ktmax+1+d,1)=1+(epsrmax-1)*(p-itmin)^4/d^4;
",qJG]_ <
end
gnN"pa!&~
for p=itmax+1:itmax+1+d
X6Hd%}*mN
sig(p,jtmin-1-d:jtmax+1+d,ktmin-1-d:ktmax+1+d,1)=sigmax*(p-itmax)^4/d^4;
H '(Ky
epsr(p,jtmin-1-d:jtmax+1+d,ktmin-1-d:ktmax+1+d,1)=1+(epsrmax-1)*(p-itmax)^4/d^4;
#y&O5
end
APBe76'3)
&*wc` U
epsr(itmin-1-d:itmax+1+d,jtmin-1-d:jtmax+1+d,ktmin-1-d:ktmin-1,1:2)=1;
%垂直于z轴
\zPcnDB
epsr(itmin-1-d:itmax+1+d,jtmin-1-d:jtmax+1+d,ktmax+1:ktmax+1+d,1:2)=1;
s>^$: wzu
for k=ktmin-1-d:ktmin-1
G;3N"az
sig(itmin-1-d:itmax+1+d,jtmin-1-d:jtmax+1+d,k,3)=sigmax*(k-ktmin)^4/d^4;
<i!7f26r
epsr(itmin-1-d:itmax+1+d,jtmin-1-d:jtmax+1+d,k,3)=1+(epsrmax-1)*(k-ktmin)^4/d^4;
B)4>:j:{?W
end
OJF41Z
for k=ktmax+1:ktmax+1+d
jh&WL
sig(itmin-1-d:itmax+1+d,jtmin-1-d:jtmax+1+d,k,3)=sigmax*(k-ktmax)^4/d^4;
c$HZvv
epsr(itmin-1-d:itmax+1+d,jtmin-1-d:jtmax+1+d,k,3)=1+(epsrmax-1)*(k-ktmax)^4/d^4;
@d86l.=
end
{Jj vF
1WW`%
epsr(itmin-1-d:itmax+1+d,jtmin-1-d:jtmin-1,ktmin-1-d:ktmax+1+d,1)=1;
%垂直于y轴
KcQe1mT!+
epsr(itmin-1-d:itmax+1+d,jtmin-1-d:jtmin-1,ktmin-1-d:ktmax+1+d,3)=1;
Xm!;
epsr(itmin-1-d:itmax+1+d,jtmax+1:jtmax+1+d,ktmin-1-d:ktmax+1+d,3)=1;
#$[}JiuL/
epsr(itmin-1-d:itmax+1+d,jtmax+1:jtmax+1+d,ktmin-1-d:ktmax+1+d,1)=1;
qKd&d
for j=jtmin-1-d:jtmin-1
R87e"m/C%
sig(itmin-1-d:itmax+1+d,j,ktmin-1-d:ktmax+1+d,2)=sigmax*(j-jtmin)^4/d^4;
_YgvLz %
epsr(itmin-1-d:itmax+1+d,j,ktmin-1-d:ktmax+1+d,2)=1+(epsrmax-1)*(j-jtmin)^4/d^4;
}\Mmp+<
end
d=_Wgz,d
for j=jtmax+1:jtmax+1+d
<^(g<B`>
sig(itmin-1-d:itmax+1+d,j,ktmin-1-d:ktmax+1+d,2)=sigmax*(j-jtmax)^4/d^4;
$pg1Av7l
epsr(itmin-1-d:itmax+1+d,j,ktmin-1-d:ktmax+1+d,2)=1+(epsrmax-1)*(j-jtmax)^4/d^4;
c={bunnz#
end
^|1)6P}6
%%%%%%%%%%棱边处理
.;xt{kK
epsr(itmin-1-d,jtmin-1-d,ktmin-1-d:ktmax+1+d,3)=1;
%;平行于z轴
#n8jn#
sig(itmin-1-d,jtmin-1-d,ktmin-1-d:ktmax+1+d,3)=0;
APA:K9jD
epsr(itmin-1-d,jtmax+1+d,ktmin-1-d:ktmax+1+d,3)=1;
x#{.mN
sig(itmin-1-d,jtmax+1+d,ktmin-1-d:ktmax+1+d,3)=0;
c _v;"Q Z
epsr(itmax+1+d,jtmax+1+d,ktmin-1-d:ktmax+1+d,3)=1;
zU)Ib<$
sig(itmax+1+d,jtmax+1+d,ktmin-1-d:ktmax+1+d,3)=0;
3r(i=ac0
epsr(itmax+1+d,jtmin-1-d,ktmin-1-d:ktmax+1+d,3)=1;
wJQ"|
sig(itmax+1+d,jtmin-1-d,ktmin-1-d:ktmax+1+d,3)=0;
CgO&z<A!&
%平行于x轴
mt(2HBNoz
epsr(itmin-1-d:itmax+1+d,jtmin-1-d,ktmax+1+d,1)=1;
CUR70[pB)
sig(itmin-1-d:itmax+1+d,jtmin-1-d,ktmax+1+d,1)=0;
06#40-
epsr(itmin-1-d:itmax+1+d,jtmax+1+d,ktmax+1+d,1)=1;
7pY7iR_
sig(itmin-1-d:itmax+1+d,jtmax+1+d,ktmax+1+d,1)=0;
5#v|t\ {
epsr(itmin-1-d:itmax+1+d,jtmax+1+d,ktmin-1-d,1)=1;
T1Q c?5K^
sig(itmin-1-d:itmax+1+d,jtmax+1+d,ktmin-1-d,1)=0;
o@&dd NO
epsr(itmin-1-d:itmax+1+d,jtmin-1-d,ktmin-1-d,1)=1;
6X@$xe847[
sig(itmin-1-d:itmax+1+d,jtmin-1-d,ktmin-1-d,1)=0;
(;@\gRL
=,-&h V
epsr(itmin-1-d,jtmin-1-d:jtmax+1+d,ktmin-1-d,2)=1;
%平行于y轴
oJEUNgY&
sig(itmin-1-d,jtmin-1-d:jtmax+1+d,ktmin-1-d,2)=0;
s;;"^5B.
epsr(itmin-1-d,jtmin-1-d:jtmax+1+d,ktmax+1+d,2)=1;
eJ23$VM+9
sig(itmin-1-d,jtmin-1-d:jtmax+1+d,ktmax+1+d,2)=0;
Z`)}1|~B
epsr(itmax+1+d,jtmin-1-d:jtmax+1+d,ktmax+1+d,2)=1;
dwc$#cMf
sig(itmax+1+d,jtmin-1-d:jtmax+1+d,ktmax+1+d,2)=0;
/{9"O y7E
epsr(itmax+1+d,jtmin-1-d:jtmax+1+d,ktmin-1-d,2)=1;
A#6\5u
sig(itmax+1+d,jtmin-1-d:jtmax+1+d,ktmin-1-d,2)=0;
XeT{y]lkd
\tWFz(
D=zeros(ie,je,ke,3); %这是书中引入的几个量
8T#tB,<fFW
B=zeros(ie,je,ke,3);
VTt{0 ~
CA=zeros(ie,je,ke,3);
%CA CB 就是进行 D B的迭代式所用的系 数
Mh+ym]6\(k
CB=zeros(ie,je,ke,3);
%因为 公式的形式一致所以可以共用
voHFU#Z$
9 Z D4Gv
DB=zeros(ie,je,ke,3); %
DB DC 还有下面的DA都是进 行 e 和 h 分量时所使用
![,W?
DC=zeros(ie,je,ke,3);
%的系数,但与书上不同 的是,分母中都没有相对介电、
Q=itmax-itmin+2+d;
% 磁电常数。这两个可以在迭代时分别引入
,9C~%c0Pw
for p=itmin-1-d:itmin-1
%CA CB DB DC 的1 2 3 分量对应的是公式上分子的x y z
U- a+LS
for t=1:3;
%的分量。
xC,;IS k,
if t+2>3
%在使用这些系数是注意要对应于迭代公式的对应x y z 的系数
@m=xCg.Z
o=t-1;
QIMoe'p
else
%从这里开始进行系数的计算,往下的了两个循环也是。公
`bdCom
o=t+2;
%式都一致的,所以循环的内容也一样
Rn-RMD{dh
end
2-<i#nA3
CA(p,:,:,t)=(epsr(p,:,:,t)/dt-sig(p,:,:,t)/2/epsz)./(epsr(p,:,:,t)/dt+sig(p,:,:,t)/2/epsz);
/T_ G9zc
CB(p,:,:,t)=1/(epsr(p,:,:,t)/dt+sig(p,:,:,t)/2/epsz);
1[;~>t@C
DB(p,:,:,t)=(epsr(p,:,:,t)/dt+sig(p,:,:,t)/2/epsz)./(epsr(p,:,:,o)/dt+...
UpU2H4
sig(p,:,:,o)/2/epsz);
NJ;D Qv
DC(p,:,:,t)=(epsr(p,:,:,t)/dt-sig(p,:,:,t)/2/epsz)./(epsr(p,:,:,o)/dt+sig(p,:,:,o)/2/epsz);
XJ`!d\WL/!
XOe8(cXa9
CA(p+Q,:,:,t)=(epsr(p+Q,:,:,t)/dt-sig(p+Q,:,:,t)/2/epsz)./(epsr(p+Q,:,:,t)/dt+...
jxU z-U-
sig(p+Q,:,:,t)/2/epsz);
f/Lyc=-]
CB(p+Q,:,:,t)=1/(epsr(p+Q,:,:,t)/dt+sig(p+Q,:,:,t)/2/epsz);
yRZb_Mq9U
DB(p+Q,:,:,t)=(epsr(p+Q,:,:,t)/dt+sig(p+Q,:,:,t)/2/epsz)./(epsr(p+Q,:,:,o)/dt+...
.cV<(J 5o
sig(p+Q,:,:,o)/2/epsz);
6jKZ.S+s)
DC(p+Q,:,:,t)=(epsr(p+Q,:,:,t)/dt-sig(p+Q,:,:,t)/2/epsz)./(epsr(p+Q,:,:,o)/dt+...
#0WGSIht<
sig(p+Q,:,:,o)/2/epsz);
Nx8~Rn
end
.ZB(!v/2
end
v{Rj,Ou
Q=jtmax-jtmin+2+d;
VqeK~,}
for j=jtmin-1-d:jtmin-1
Q3$AL@".
for t=1:3
SeC[,
if t+2>3
g (i_di
o=t-1;
:|\{mo1NB
else
]d}U68$T+
o=t+2;
6tPgFa#N
end
<&+\X6w[
CA(:,j,:,t)=(epsr(:,j,:,t)/dt-sig(:,j,:,t)/2/epsz)./(epsr(:,j,:,t)/dt+sig(:,j,:,t)/2/epsz);
csPziH$wl
CB(:,j,:,t)=1/(epsr(:,j,:,t)/dt+sig(:,j,:,t)/2/epsz);
/>Z`?
DB(:,j,:,t)=(epsr(:,j,:,t)/dt+sig(:,j,:,t)/2/epsz)./(epsr(:,j,:,o)/dt+...
oA;sP'
sig(:,j,:,o)/2/epsz);
/2!Wy6p
DC(:,j,:,t)=(epsr(:,j,:,t)/dt-sig(:,j,:,t)/2/epsz)./(epsr(:,j,:,o)/dt+sig(:,j,:,o)/2/epsz);
hw@ `Q@
CA(:,j+Q,:,t)=(epsr(:,j+Q,:,t)/dt-sig(:,j+Q,:,t)/2/epsz)./(epsr(:,j+Q,:,t)/dt+...
VoOh$&"M
sig(:,j+Q,:,t)/2/epsz);
g.3a5#t
CB(:,j+Q,:,t)=1/(epsr(:,j+Q,:,t)/dt+sig(:,j+Q,:,t)/2/epsz);
'V=i;2mB*
DB(:,j+Q,:,t)=(epsr(:,j+Q,:,t)/dt+sig(:,j+Q,:,t)/2/epsz)./(epsr(:,j+Q,:,o)/dt+...
?4kM5NtP
sig(:,j+Q,:,o)/2/epsz);
D[7+xAwS
DC(:,j+Q,:,t)=(epsr(:,j+Q,:,t)/dt-sig(:,j+Q,:,t)/2/epsz)./(epsr(:,j+Q,:,o)/dt+...
P@m_tA%
sig(:,j+Q,:,o)/2/epsz);
DRn]>IFU
end
NT^m.o~4
end
\D9J!K82
Q=ktmax-ktmin+2+d;
fR&;E
for k=ktmin-1-d:ktmin-1
JYt)4mOo
for t=1:3
ya<nD '%9
if t+2>3
_dgS @n;6
o=t-1;
\Tc<27-
else
<Oi65O_X
o=t+2;
i58&o@.H<u
end
vCf{k
CA(:,:,k,t)=(epsr(:,:,k,t)/dt-sig(:,:,k,t)/2/epsz)./(epsr(:,:,k,t)/dt+sig(:,:,k,t)/2/epsz);
5u<F0$qHc
CB(:,:,k,t)=1./(epsr(:,:,k,t)/dt+sig(:,:,k,t)/2/epsz);
7Z#r9Vr
DB(:,:,k,t)=(epsr(:,:,k,t)/dt+sig(:,:,k,t)/2/epsz)./(epsr(:,:,k,o)/dt+sig(:,:,k,o)/2/epsz);
_%xe:X+ M
DC(:,:,k,t)=(epsr(:,:,k,t)/dt-sig(:,:,k,t)/2/epsz)./(epsr(:,:,k,o)/dt+sig(:,:,k,o)/2/epsz);
&.zG?e.
CA(:,:,k+Q,t)=(epsr(:,:,k+Q,t)/dt-sig(:,:,k+Q,t)/2/epsz)./(epsr(:,:,k+Q,t)/dt+...
c==5 cMUg
sig(:,:,k+Q,t)/2/epsz);
^Lx(if WJ
CB(:,:,k+Q,t)=1./(epsr(:,:,k+Q,t)/dt+sig(:,:,k+Q,t)/2/epsz);
zJH#J=O
DB(:,:,k+Q,t)=(epsr(:,:,k+Q,t)/dt+sig(:,:,k+Q,t)/2/epsz)./(epsr(:,:,k+Q,o)/dt+...
,-11w7y\
sig(:,:,k+Q,o)/2/epsz);
OM]d}}=Y
DC(:,:,k+Q,t)=(epsr(:,:,k+Q,t)/dt-sig(:,:,k+Q,t)/2/epsz)./(epsr(:,:,k+Q,o)/dt+...
A{HP*x~t
sig(:,:,k+Q,o)/2/epsz);
g9A8b(>F&@
end
h& t/ L
end
+ld]P}
DA=CA;
5cv&`h8uo_
A=zeros(ie,je,ke,3);
zPonG d1
M=zeros(ie,je,ke,3);
%yjz@
A=D;
%用于存储D B的n时刻的值,以便在进行e 和 h分量迭代时使用
|L@&plyB-
M=B;
00?_10x)
for p=itmin-1-d:itmin-1
%从这里开始UPML的循环计算、
aDV~T24
for j=jtmin-1-d:jtmax+1+d
%往下的循环也是,只是区域不同而已
% Rv;e
for k=ktmin-1-d:ktmax+1+d
1%v!8$
D(p,j,k,1)=CA(p,j,k,2)*D(p,j,k,1)+CB(p,j,k,2)*(hz(p,j,k)-hz(p,j-1,k)-hy(p,j,k)+...
ig Q,ZY1
hy(p,j,k-1))/dx;
jf`QoK
D(p,j,k,2)=CA(p,j,k,3)*D(p,j,k,2)+CB(p,j,k,3)*(hx(p,j,k)-hx(p,j,k-1)-hz(p,j,k)+...
$Z{ap
hy(p-1,j,k))/dx;
&%@b;)]J
D(p,j,k,3)=CA(p,j,k,1)*D(p,j,k,3)+CB(p,j,k,1)*(hy(p,j,k)-hy(p-1,j,k)-hx(p,j,k)+...
^dR="N
hx(p,j-1,k-1))/dx;
k$kOp *X
AG3iKk??T
ex(p,j,k)=DA(p,j,k,3)*ex(p,j,k)+DB(p,j,k,1)*D(p,j,k,1)/epsz-DC(p,j,k,1)*A(p,j,k,1)/epsz;
vn]e`O>y
ey(p,j,k)=DA(p,j,k,1)*ey(p,j,k)+DB(p,j,k,2)*D(p,j,k,2)/epsz-DC(p,j,k,1)*A(p,j,k,2)/epsz;
4O TuX!
ez(p,j,k)=DA(p,j,k,2)*ez(p,j,k)+DB(p,j,k,3)*D(p,j,k,3)/epsz-DC(p,j,k,1)*A(p,j,k,3)/epsz;
(;9-8Y&_