一种处理Cole-Cole色散媒质的FDTD改进方案

计算物理 ›› 2014, Vol. 31 ›› Issue (3): 363-371.

一种处理Cole-Cole色散媒质的FDTD改进方案

刘广东, 张开银, 范士民

阜阳师范学院物理与电子科学学院, 阜阳 236037

收稿日期:2013-06-29 修回日期:2013-10-11 出版日期:2014-05-25 发布日期:2014-05-25
作者简介:刘广东(1972-),男,江苏灌云,博士,副教授,研究方向为电磁散射和逆散射,E-mail:liu_guang_dong@126.com
基金资助:
国家自然科学基金(61071022,51271059);安徽省自然科学基金(1308085MA13);安徽省科技计划项目(12010302080);阜阳师范学院重点基金(2011FSKJ01ZD)资助项目

A Modified FDTD Scheme for Wave Propagation in General Cole-Cole Dispersive Media

LIU Guangdong, ZHANG Kaiyin, FAN Shimin

College of Physical and Electronic Science, Fuyang Teachers College, Fuyang 236037, China

Received:2013-06-29 Revised:2013-10-11 Online:2014-05-25 Published:2014-05-25

摘要/Abstract

摘要： 对柯尔-柯尔(Cole-Cole)色散媒质的时域有限差分(FDTD)方案尝试给出改进:(1)保留了Cole-Cole经验公式中的静态电导率项;(2)扩展到三维情形;(3)人体乳房组织的模型参数源于实验测量.数值算例结果初步证实改进方案的可行性和有效性.改进方案适用于模拟更一般柯尔-柯尔色散媒质中的电波传播.

关键词: 时域有限差分方法, 色散媒质, 柯尔-柯尔模型

Abstract: For finite-difference time-domain (FDTD) scheme in simulation of electromagnetic wave propagation in Cole-Cole dispersive media. Several improvements are made:(1) preserving a term with static ionic conductivity in Cole-Cole model, which is fit for real Cole-Cole media; (2) extending to three-dimensional (3-D) case; (3) selecting parameters of human breast tissues from experiment. Feasibility and validity of the scheme is preliminarily demonstrated by numerical examples. The modified scheme is propitious to wave propagation in general Cole-Cole dispersive media.

Key words: finite-difference time-domain (FDTD) method, frequency-dependent media, Cole-Cole model

中图分类号:

O441.4

刘广东, 张开银, 范士民. 一种处理Cole-Cole色散媒质的FDTD改进方案[J]. 计算物理, 2014, 31(3): 363-371.

LIU Guangdong, ZHANG Kaiyin, FAN Shimin. A Modified FDTD Scheme for Wave Propagation in General Cole-Cole Dispersive Media[J]. CHINESE JOURNAL OF COMPUTATIONAL PHYSICS, 2014, 31(3): 363-371.

[1]	刘广东, 张开银. 一种电色散媒质的改进对比源反演方法[J]. 计算物理, 2022, 39(6): 699-706.
[2]	任新成, 朱小敏, 郭立新. 土壤表面与部分埋藏多目标复合散射的时域有限差分方法[J]. 计算物理, 2019, 36(5): 569-576.
[3]	张玉强. 复杂色散介质电磁特性分析的扩展Newmark-FDTD方法[J]. 计算物理, 2017, 34(6): 673-678.
[4]	任新成, 朱小敏, 刘鹏. 雪层覆盖土壤表面与半埋柱体宽带复合散射FDTD方法[J]. 计算物理, 2017, 34(3): 327-334.
[5]	郑奎松, 罗欢, 余慧, 丁腾江. 分析水下目标的大比例变换总场散射场源FDTD方法[J]. 计算物理, 2016, 33(1): 75-82.
[6]	郑召文, 杨利霞. 截断磁等离子体三维M-NPML吸收边界条件[J]. 计算物理, 2013, 30(6): 895-901.
[7]	姜彦南, 杨利霞, 于新华. 基于半空间FDTD的近远场外推方法: TE情形[J]. 计算物理, 2013, 30(4): 554-558.
[8]	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.
[9]	王海涛, 叶宏. 周期栅格结构表面的零反射现象[J]. 计算物理, 2011, 28(3): 427-432.
[10]	刘杰, 迟利华, 胡庆丰. 微波脉冲窄缝耦合的数值并行计算[J]. 计算物理, 2001, 18(1): 87-90.