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[讨论]时域有限差分法的优点

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0楼发表于: 2006-12-27 09:13:40

时域有限差分法的优点：
1.应用非常广泛。时域有限差分法能够模拟各种复杂的电磁结构，不论是电磁波的散射、辐射，还是透射或吸收，也不论是瞬态问题还是稳态问题，只要能正确地对源和结构进行模拟，时域有限差分法就能应用于此。
2. 方法简单直观。由于时域有限差分法直接从麦克斯韦方程组出发，各物理量天然满足麦克斯韦方程组，不需要任何导出方程，这就避免了使用更多的数学工具，使其成为所有电磁场计算方法中最简单的一种。又由于能直接在时域中模拟电磁波的传播及其与物体作用的物理过程，所以这是一种非常直观的方法。
3. 直接时域计算。时域有限差分法直接将含时间变量的麦克斯韦旋度方程在Yee氏网格空间中转换为差分方程;在每一时间步计算网格空间各点的电场和磁场分量，随着时间步的推进，能直接模拟电磁波的传播及其与物体的相互作用过程。在时间上给研究者以清晰的描述。
4.计算程序的通用性，由于麦克斯韦方程组是时域有限差分法计算任何问题的数学模型，其基本差分方程对不同的问题是不变的。此外，吸收边界条件和连接条件对很多问题是可以通用的，而计算对象的模拟则可通过给网格赋予参数来实现，与以上各部分没有直接联系，可以独立进行。因此，时域有限差分法计算程序对广泛的电磁场问题具有通用性，对不同的问题或不同的计算对象只需修改相关的部分。
5.节约存储空间和计算时间。在时域有限差分法中，每个网格点上的电磁场分量及其上一时间步的值是必须存储的，此外，还有描述各网格电磁性质的参数以及吸收边界条件和连接条 ..

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