截断磁等离子体三维M-NPML吸收边界条件

计算物理 ›› 2013, Vol. 30 ›› Issue (6): 895-901.

截断磁等离子体三维M-NPML吸收边界条件

郑召文, 杨利霞

江苏大学计算机科学与通信工程学院通信工程系, 江苏镇江 212013

收稿日期:2013-01-18 修回日期:2013-06-01 出版日期:2013-11-25 发布日期:2013-11-25
作者简介:郑召文(1978-),男,山东五莲,博士,讲师,主要研究计算电磁学和电磁兼容,E-mail:zzwen@ujs.edu.cn
基金资助:
国家自然科学基金(61072002);江苏省第八批次"六大人才高峰计划";江苏省博士后基金(1201001A);江苏大学高级专业人才科研启动基金(11JDG054)资助项目

3D Modified Novel PML Absorbing Boundary Condition for Truncating Magnetized Plasma

ZHENG Zhaowen, YANG Lixia

School of Computer Science and Communication Engineering, Jiangsu University, Zhenjiang 212013, China

Received:2013-01-18 Revised:2013-06-01 Online:2013-11-25 Published:2013-11-25

摘要/Abstract

摘要： 研究三维截断磁化等离子体介质新型完全匹配层(NPML)吸收边界条件(ABC),提出应用于截断色散介质修正的M-NPML,该方法根据NPML坐标变换原理,对麦克斯韦方程中对空间偏导的变量进行坐标拉伸,得到在NPML吸收边界中修正的麦克斯韦方程组.该吸收边界只把对空间偏导的变量进行坐标拉伸,操作简单,避免了PML方法在截断普通介质时采用复杂的场分裂形式,同时比单轴各向异性完全匹配层(UPML)吸收边界截断磁化等离子体介质更加简单,编程复杂度大大降低.算例仿真结果与解析解相符,证实了该算法的有效性.

关键词: 磁化等离子体, 时域有限差分方法, 修正的完全匹配层吸收边界, 电磁散射

Abstract: We study absorbing boundary conditions (ABC) of novel perfectly matched layer (NPML) of three-dimensional truncated magnetized plasma. A modified NPML (M-NPML) method is presented. According to electromagnetic scattering theory of magnetized plasma, we stretch space variables of partial derivatives in Maxwell partial differential equations. In the stretched-scheme complex field splitting form is avoided as truncating ordinary media by PML method. Moreover, the scheme is much easier than uniaxial anisotropy perfectly matched layer (UPML) in programming. Simulation results fit analytical solutions, which shows validity of the M-NPML ABC algorithm.

Key words: magnetized plasma, finite-difference time-domain method, modified perfectly matched layer absorbing boundary condition, electromagnetic scattering

中图分类号:

O441

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.

ZHENG Zhaowen, YANG Lixia. 3D Modified Novel PML Absorbing Boundary Condition for Truncating Magnetized Plasma[J]. CHINESE JOURNAL OF COMPUTATIONAL PHYSICS, 2013, 30(6): 895-901.

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