粒子模拟中的时偏FDTD算法

计算物理 ›› 2007, Vol. 24 ›› Issue (5): 566-572.

粒子模拟中的时偏FDTD算法

周俊, 祝大军, 刘大刚, 刘盛纲

电子科技大学物理电子学院, 四川成都 610054

收稿日期:2006-05-15 修回日期:2006-10-17 出版日期:2007-09-25 发布日期:2007-09-25
作者简介:周俊(1980-),男,胡北襄樊,博士生,从事电磁粒子模拟软件算法研究,电子科技大学物理电子学院太赫兹研究中心.
基金资助:
国家高技术研究发展计划(863)(批准号:2005AA832101)资助项目

Time-biased FDTD Method for Particle-in-cell Simulation

ZHOU Jun, ZHU Dajun, LIU Dagang, LIU Shenggang

School of Physical Electronics, University of Electronics Science and Technology of China, Chengdu 610054, China

Received:2006-05-15 Revised:2006-10-17 Online:2007-09-25 Published:2007-09-25

摘要/Abstract

摘要： 给出一种能自动对高频噪声进行过滤的时域有限差分(FDTD)算法,称为时偏FDTD算法.在中心差分FDTD算法的基础上,引入时间偏置和松弛迭代处理,得到该算法的计算公式,并进行稳定性与收敛性分析.通过对相对论磁控管的计算,与中心差分FDTD算法比较,验证了该算法的滤波特性.

关键词: 粒子模拟, FDTD算法, 高频噪声, 相对论粒子

Abstract: An effective finite-difference time-domain (FDTD) method,timebiased FDTD method,is developed to filtrate high-frequency noise for particle-in-cell (PIC) simulation.The formula is derived using time bias and relaxation iterations on the basis of centered-difference FDTD method.Stability and convergence of this method are analysed. In the computation of a relativistic magnetron,compared with the centered-difference FDTD method,filter efficiency of this method is shown.

Key words: particle-in-cell simulation, FDTD method, high-frequency noise, relativistic particles

中图分类号:

周俊, 祝大军, 刘大刚, 刘盛纲. 粒子模拟中的时偏FDTD算法[J]. 计算物理, 2007, 24(5): 566-572.

ZHOU Jun, ZHU Dajun, LIU Dagang, LIU Shenggang. Time-biased FDTD Method for Particle-in-cell Simulation[J]. CHINESE JOURNAL OF COMPUTATIONAL PHYSICS, 2007, 24(5): 566-572.

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