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FDTD 三维示例

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简介：
本示例展示如何使用FDTD方法进行三维电磁场仿真，适用于初学者理解和掌握FDTD算法在复杂几何结构中的应用。 FDTD学习例子的Matlab实现可以帮助初学者更好地理解这一数值计算方法。通过具体的代码示例可以更直观地掌握电磁波传播、散射等问题的模拟技巧。这些资源通常涵盖了从基础理论到实际编程实践的所有方面，适合不同水平的学习者参考使用。

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  • FDTD 三维示例
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    本示例展示如何使用FDTD方法进行三维电磁场仿真，适用于初学者理解和掌握FDTD算法在复杂几何结构中的应用。 FDTD学习例子的Matlab实现可以帮助初学者更好地理解这一数值计算方法。通过具体的代码示例可以更直观地掌握电磁波传播、散射等问题的模拟技巧。这些资源通常涵盖了从基础理论到实际编程实践的所有方面，适合不同水平的学习者参考使用。
     
  • 一维至三维FDTD算法及MATLAB实现_三维与一维FDTD
    优质
    本文探讨了一维到三维FDTD（有限差分时域法）算法，并提供了其在MATLAB中的实现方法，旨在为电磁场仿真提供高效解决方案。 FDTD（有限差分时域法）的一维、二维及三维实现示例以及相应的算法介绍。
     
  • 三维CN-FDTD方法
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    简介：三维CN-FDTD（时域有限差分法）是一种数值计算电磁学中常用的算法，能够高效精确地模拟复杂电磁波传播问题。 关于三维的CN-FDTD程序，该程序包含PML边界条件，并且可以正常运行。
     
  • FDTD.rar_FDTD MATLAB_二维FDTD_fdtd++_三维FDTD_一维FDTD
    优质
    本资源包包含多种FDTD（时域有限差分法）相关代码和工具，适用于MATLAB环境。包括二维、三维及一维的FDTD模拟程序，旨在支持电磁场与光波传播的研究与教学工作。 这段文字描述了一个计算程序，该程序包含了对一维、二维和三维差分的计算，并能够动态呈现图形结果。此外，还提到了使用FDTD（有限差分时域）方法进行模拟。
     
  • 基于Fortran的三维FDTD程序
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    本简介介绍了一种利用Fortran语言编写的三维时域有限差分（FDTD）模拟程序。该程序适用于电磁场仿真和研究。 从一个论坛上获得了一个三维FDTD程序。
     
  • 三维FDTD中的PEC边界条件
    优质
    本文探讨了在三维时域有限差分法（FDTD）中完美电导体（PEC）边界条件的应用与实现方法，旨在提高数值计算精度和效率。 三维FDTD的MATLAB源程序配有充分注释，非常适合初学者学习。
     
  • fdtd.rar_fdtd_一维FDTD电磁仿真_三维FDTD程序开发_电磁环境模拟
    优质
    本资源包含一维及三维有限差分时域（FDTD）电磁仿真程序，适用于研究和开发电磁环境模拟。提供源代码下载与学习。 **一维FDTD电磁仿真** 有限差分时域法（Finite Difference Time Domain, FDTD）是计算电磁学中的一个重要方法，主要用于模拟电磁场在时间域内的变化。该方法的基本思想是在空间中离散化，并通过在每个时间步长上更新场变量来求解麦克斯韦方程组。 1. **网格离散化**：FDTD首先将一维空间划分为若干个等间距的网格，每个小段代表一个电磁区域。 2. **场量更新**：对于每一个时间步骤，算法会根据相邻网格中的电场和磁场值来计算当前网格的新场分量。这通常通过中心差分公式实现。 3. **边界条件**：在仿真的边缘处需要设置恰当的边界条件以确保物理问题被准确地模拟出来，例如完美匹配层（Perfectly Matched Layer, PML）用于吸收外泄的电磁波。 4. **源项**：在一维FDTD中可能引入电流或电压源来激发电磁场传播。 5. **时间步长选择**：为了保证数值稳定性，时间步长dt必须小于空间步长dx乘以Courant因子（通常取0.5或0.8）。 **二维和三维FDTD电磁仿真** 扩展到二维和三维，FDTD方法可以处理更复杂的电磁环境。二维FDTD适用于平面波传播、微带天线设计等场景；而三维FDTD则能够模拟更加广泛的电磁现象，例如天线阵列、无线通信系统以及雷达散射等问题。 1. **二维FDTD**：在二维情况下，除了沿x轴的离散化外还需要沿着y轴进行离散。更新场量时需要考虑更多邻近网格的影响。 2. **三维FDTD**：三维FDTD在x、y和z三个维度上都进行了离散化处理，计算复杂度显著增加但能全面模拟空间中的电磁行为。此类模型常用于研究多层介质结构或物体的散射与吸收特性等。 3. **并行计算优化**：由于三维FDTD具有较高的计算需求，通常需要利用OpenMP、MPI等技术进行加速。 4. **内存管理**：在处理大规模三维问题时，合理分配和使用内存变得非常重要以避免溢出情况的发生。 **Matlab实现** 作为一款强大的编程语言，Matlab非常适合于数值计算与科学建模。其内置的数组操作及优化工具可以用于FDTD算法中： 1. **定义网格**：创建空间步长和时间步长定义好的网格结构。 2. **初始化场变量**：在网格上设置初始电场和磁场值。 3. **编写主循环**：通过设定的时间步长更新各点上的电磁场，直至达到预设的仿真结束条件为止。 4. **处理源项**：根据需求插入脉冲或连续波等源项以激发特定模式下的电磁传播现象。 5. **输出与可视化**：记录关键时间点的数据，并使用Matlab内置绘图功能进行结果展示。 6. **优化代码性能**：通过向量化操作和并行计算来提高程序运行效率。 掌握一维、二维及三维FDTD技术，工程师和技术研究人员可以更好地理解和预测电磁场行为，在天线设计、通信系统分析等领域发挥重要作用。
     
  • 三维电磁场FDTD模拟程序（3D-FDTD-MATLAB，PEC边界）.rtf
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    本文档提供了一种基于MATLAB环境下的三维有限差分时域法(FDTD)电磁场仿真程序，特别适用于完美电导体(PEC)边界的模拟研究。 三维电磁场FDTD程序（3D-FDTD-matlab）PEC边界，有需要的可以下载学习。
     
  • 基于UPML的三维FDTD正演仿真
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    本研究采用统一物理模型语言(UPML)框架下的三维时域有限差分(FDTD)方法进行电磁场正演模拟，为地球物理学中的复杂结构建模提供高效解决方案。 采用时域有限差分法（Finite-Difference Time Domain, FDTD）计算电磁场问题时需要设置适当的吸收边界条件（Absorbing Boundary Condition, ABC），以将无限空间转化为有限空间来模拟电磁波的传播情况及其规律。本段落讨论了单轴各向异性完全匹配层（Uniaxial Perfectly Matched Layer, UPML）吸收边界条件下的三维FDTD方法，介绍了FDTD的基本原理，并推导了基于UPML的三维FDTD迭代公式。通过使用FDTD-UPML对电磁波在三维空间中的传播情况进行正演模拟，数值结果表明结合具有强大图形处理功能的Matlab编程软件能够直观地展示电磁波在三维空间中的传播情况。