瞬变电磁场模拟中的CPML吸收边界条件

计算物理 ›› 2015, Vol. 32 ›› Issue (6): 701-708.

瞬变电磁场模拟中的CPML吸收边界条件

姜彦南^1,2,3, 刘文², 王娇^2,3, 张文翠²

1. 广西无线宽带通信与信号处理重点实验室, 桂林 541004;
2. 桂林电子科技大学信息与通信学院, 桂林 541004;
3. 桂林电子科技大学广西信息科学实验中心, 桂林 541004

收稿日期:2014-11-21 修回日期:2015-02-09 出版日期:2015-11-25 发布日期:2015-11-25
作者简介:姜彦南(1980-),男,博士,副教授,主要从事电磁场数值计算、电磁辐射与散射研究,E-mail:ynjiang@guet.edu.cn
基金资助:
国家自然科学基金(61001020);广西自然科学基金(2014GXNSFAA118283);广西研究生教育创新计划(GDYCS201415);广西信息科学实验中心资助项目

CPML Absorbing Boundary Condition in Modeling of Transient Electromagnetic Fields

JIANG Yannan^1,2,3, LIU Wen², WANG Jiao^2,3, ZHANG Wencui²

1. Guangxi Key Laboratory of Wireless Wideband Communication & Signal Processing, Guilin 541004, China;
2. School of Information and Communication Engineering, Guilin University of Electronic Technology, Guilin 541004, China;
3. Guangxi Experiment Center of Information Science, Guilin University of Electronic Technology, Guilin 541004, China

Received:2014-11-21 Revised:2015-02-09 Online:2015-11-25 Published:2015-11-25

摘要/Abstract

摘要： 提出用于瞬变电磁法(TEM)模拟的时域有限差分(FDTD)算法中的卷积完全匹配层(CPML)吸收边界条件.首先,在磁场散度方程显式处理条件下,计算磁场z分量时,构造出一种计算时域卷积项的方法,并详细推导计算磁场z分量的表达式.而后,对均匀半空间模型进行数值计算.结果表明,提出的CPML吸收边界条件在保证计算精度的前提下,实现了瞬变电磁法时域有限差分高效正演计算.

关键词: 瞬变电磁法, 时域有限差分, 完全匹配层, CPML吸收边界条件

Abstract: A scheme of convolutional perfectly matched layer (CPML) absorbing boundary condition (ABC) is proposed, which is used to truncate finite-difference time-domain (FDTD) method modeling transient electromagnetic (TEM) response. It derives specially CPML formulation dealing explicitly with divergence of magnetic induction and conceives an algorithm calculating convolutional term of z component. Then, the scheme is validated by numerical modeling of a homogeneous half-space model. The results indicate that efficient calculation of TEM is achieved.

Key words: transient electromagnetic method, finite-difference time-domain, perfectly matched layer, convolutional PML absorbing boundary condition

中图分类号:

P631

姜彦南, 刘文, 王娇, 张文翠. 瞬变电磁场模拟中的CPML吸收边界条件[J]. 计算物理, 2015, 32(6): 701-708.

JIANG Yannan, LIU Wen, WANG Jiao, ZHANG Wencui. CPML Absorbing Boundary Condition in Modeling of Transient Electromagnetic Fields[J]. CHINESE JOURNAL OF COMPUTATIONAL PHYSICS, 2015, 32(6): 701-708.

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