UPML吸收边界条件统一建模与优化方法

计算物理 ›› 2011, Vol. 28 ›› Issue (3): 413-419.

UPML吸收边界条件统一建模与优化方法

柴焱杰¹, 孙继银¹, 李琳琳¹, 孙东阳²

1. 第二炮兵工程学院402 教研室, 陕西西安 710025;
2. 西北核技术研究所, 陕西西安 710024

收稿日期:2010-05-21 修回日期:2010-09-10 出版日期:2011-05-25 发布日期:2011-05-25
作者简介:柴焱杰(1978-),男,河北邯郸,博士生,从事电磁脉冲效应研究,E-mail:chaiyanjie2005@163.com

Unified Modeling and Optimization of UPML Absorbing Boundary Conditions

CHAI Yanjie¹, SUN Jiyin¹, LI Linlin¹, SUN Dongyang²

1. The Second Artillery Engineering College, 402 Staff Room, Xi'an 710025, China;
2. Northwest Institute of Nuclear Technology, Xi'an 710024, China

Received:2010-05-21 Revised:2010-09-10 Online:2011-05-25 Published:2011-05-25

摘要/Abstract

摘要： 单轴各向异性介质完全匹配层(UPML)是时域有限差分方法(FDTD)的一种理想的吸收边界条件,但多个子区域的迭代运算增加了UPML实现的难度和耗用资源.通过寻找UPML区域中介质属性的变化规律,提出实现UPML吸收边界条件的统一建模方法,并在此基础上提出两种精简辅助变量占用空间的优化算法——六区域分割方法和压缩变量方法.计算结果表明,统一建模方法只需三次循环即可完成三个方向所有介质参数及迭代系数的初始化;六区域分割方法虽然节省了大量无用存储空间,但速度最慢;压缩变量方法不仅节省存储空间、方便编程实现,而且提高了仿真速度.

关键词: 时域有限差分方法, 吸收边界条件, 单轴各向异性介质完全匹配层, 统一建模

Abstract: Transformation of dielectric properties in uniaxial anisotropic perfectly matched layer(UPML) regions is explored and unified modeling of UPML is proposed.Two condensing optimized algorithms for auxiliary variables,six regions' intersected method and parameter-compressed method,are proposed.In three cycles all initialization of medium parameters and iterative coefficients in three directions are completed with unified modeling method.Though the six regions' intersected method saves a lot of memory,it is the slowest.The parameter-compressed method saves space,which is programmed easily and runs the fastest.

Key words: finite difference time domain method, absorbing boundary condition, uniaxial anisotropic perfectly matched layer, unified modeling

中图分类号:

TJ9l

柴焱杰, 孙继银, 李琳琳, 孙东阳. UPML吸收边界条件统一建模与优化方法[J]. 计算物理, 2011, 28(3): 413-419.

CHAI Yanjie, SUN Jiyin, LI Linlin, SUN Dongyang. Unified Modeling and Optimization of UPML Absorbing Boundary Conditions[J]. CHINESE JOURNAL OF COMPUTATIONAL PHYSICS, 2011, 28(3): 413-419.

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