辛体系下利用棱单元的电磁波导的计算

计算物理 ›› 2007, Vol. 24 ›› Issue (5): 561-565.

辛体系下利用棱单元的电磁波导的计算

杨红卫¹, 钟万勰², 隋允康³

1. 北京工业大学应用数理学院, 北京 100022;
2. 大连理工大学工程力学研究所, 辽宁大连 116023;
3. 北京工业大学机械工程与应用电子技术学院, 北京 100022

收稿日期:2006-05-18 修回日期:2006-10-20 出版日期:2007-09-25 发布日期:2007-09-25
作者简介:杨红卫(1967-),女,湖北,副教授,博士生,从事计算物理方面的研究.
基金资助:
北京工业大学应用数理学院基金(00268)资助项目

Edge Element Analysis of Electro-Magnetic Waveguide Based on Symplectic System

YANG Hongwei¹, ZHONG Wanxie², SUI Yunkang³

1. College of Applied Science, Beijing University of Technology, Beijing 100022, China;
2. Research Institute of Engineering Mechanics, Dalian University of Technology, Dalian 116023, China;
3. College of Mechanical Engineeing and Applied Electronics Technology, Beijing University of Technology, Beijing 100022, China

Received:2006-05-18 Revised:2006-10-20 Online:2007-09-25 Published:2007-09-25

摘要/Abstract

摘要： 为了解决复杂形状横截面的电磁波导问题,根据电磁波导的Hamilton体系,在辛几何形式下采用有限元半解析横向离散的方法对电磁波导进行求解.该方法可应用于任意各向异性材料,且便于处理不同介质的界面条件,求解用解析方法难以求解的复杂问题.利用棱单元进行有限元离散,给出矩形波导、T隔膜矩形波导、分层波导等多种波导的具体算例,其数值结果逼近于真实解,且伪解消除,表明该方法有效.

关键词: 波导, 辛, 半解析法, 棱单元

Abstract: Based on the Hamilton formulation of electro-magnetic waveguides,a finite element semi-analytical transverse discretization with symplectic formulation is used to solve waveguides with complicated cross sections.The method is applicable to arbitrary an-isotropic materials and is easy to deal with interface conditions between different materials.It can be used to solve complicated problems difficult with analytical methods.The edge element is used in discretization.Rectangular waveguide,rectangular waveguide with T-septum and layered waveguide are studied.Numerical results approximate to theoretical results and do not show spurious solutions.

Key words: waveguide, symplectic, semianalytical method, edge element

中图分类号:

O441.4

杨红卫, 钟万勰, 隋允康. 辛体系下利用棱单元的电磁波导的计算[J]. 计算物理, 2007, 24(5): 561-565.

YANG Hongwei, ZHONG Wanxie, SUI Yunkang. Edge Element Analysis of Electro-Magnetic Waveguide Based on Symplectic System[J]. CHINESE JOURNAL OF COMPUTATIONAL PHYSICS, 2007, 24(5): 561-565.

[1]	符芳芳, 孔令华, 王兰, 徐远, 曾展宽. 一维Gross-Pitaevskii方程的高阶紧致分裂步多辛格式[J]. 计算物理, 2018, 35(6): 657-667.
[2]	花巍, 吕嫣, 刘世兴, 刘学深. 立方五次方非线性薛定谔方程的动力学及模式漂移[J]. 计算物理, 2017, 34(4): 495-504.
[3]	吴海娜, 公卫江, 易光宇, 魏国柱. 纵向横向晶体场中自旋为1的量子伊辛二聚化链的基态[J]. 计算物理, 2015, 32(3): 374-378.
[4]	张勇, 林皋, 胡志强, 刘俊. 基于等几何分析方法求解任意截面波导本征问题[J]. 计算物理, 2012, 29(4): 534-542.
[5]	王健, 吴卫东, 章小丽, 段素青. 太赫兹量子级联激光器光束特性分析[J]. 计算物理, 2012, 29(1): 127-132.
[6]	孔令华, 曹莹, 王兰, 万隆. 带三次非线性项的四阶Schrödinger方程的分裂多辛算法[J]. 计算物理, 2011, 28(5): 730-736.
[7]	张春丽, 陈素华, 杨振宇, 车继馨. 数值研究二维含时薛定谔方程[J]. 计算物理, 2011, 28(5): 737-742.
[8]	王兰, 马院萍, 孔令华, 段雅丽. Klein-Gordon-Schrödinger方程的辛Fourier拟谱格式[J]. 计算物理, 2011, 28(2): 275-282.
[9]	孙文静, 李彬, 花巍, 刘学深. 玻色-爱因斯坦凝聚体间相互作用的动力学性质研究[J]. 计算物理, 2010, 27(2): 304-308.
[10]	黄志祥, 沙威, 吴先良, 陈明生, 况晓静. 高阶辛算法的稳定性与数值色散性分析[J]. 计算物理, 2010, 27(1): 82-88.
[11]	潘文峰, 宗志雄, 尤云祥, 缪国平. 三维海洋波导中散射目标快速声学远场成像[J]. 计算物理, 2010, 27(1): 121-130.
[12]	黄浪扬. 广义非线性Schrödinger方程的多辛格式与模方守恒律[J]. 计算物理, 2009, 26(5): 693-698.
[13]	彭建设, 刘燕, 杨杰. 求解结构动力响应的卷积型DQ半解析法[J]. 计算物理, 2009, 26(3): 409-414.
[14]	张淮清, 俞集辉, 郑亚利. 径向基函数及其耦合方法在电磁场数值计算中的应用[J]. 计算物理, 2009, 26(2): 299-310.
[15]	贾丽娜, 郭静, 刘学深. 双色激光场中一维氢分子的经典动力学性质研究[J]. 计算物理, 2009, 26(1): 147-151.