高阶间断伽辽金时域有限元方法分析三维谐振腔

计算物理 ›› 2015, Vol. 32 ›› Issue (4): 449-454.

高阶间断伽辽金时域有限元方法分析三维谐振腔

叶珍宝, 周海京

北京应用物理与计算数学研究所, 北京 100094

收稿日期:2014-06-12 修回日期:2014-10-11 出版日期:2015-07-25 发布日期:2015-07-25
通讯作者: 周海京,E-mail:zhou_haijing@iapcm.ac.cn
作者简介:叶珍宝(1982-),女,博士,助理研究员,主要研究电磁场时域数值计算和区域分解方法及其应用,E-mail:ye_zhenbao@iapcm.ac.cn
基金资助:
国家重点基础研究发展计划(2013CB328904);国家自然科学基金重点项目(61431014)资助

High-order Discontinuous Galerkin Time-Domain Finite-Element Method for Three-dimensional Cavities

YE Zhenbao, ZHOU Haijing

Institute of Applied Physics and Computational Mathematics, Beijing 100094, China

Received:2014-06-12 Revised:2014-10-11 Online:2015-07-25 Published:2015-07-25

摘要/Abstract

摘要： 从一阶麦克斯韦旋度方程出发,研究一种区域分解时域有限元目的——高阶间断伽辽金时域有限元目的.其中对时间的离散采用Crank-Nicolson差分格式,电场和磁场采用相同阶数的高阶矢量基函数展开.分析三维谐振腔问题,数值结果表明,目的中时间步长的选取可以摆脱CFL稳定性条件的限制;此外,与基于常用Whitney矢量基函数的目的相比,采用高阶矢量基函数可以明显地提高计算精度及计算效率.

关键词: 区域分解, 间断伽辽金时域有限元方法, Crank-Nicolson差分, 高阶矢量基函数

Abstract: A high-order discontinuous Galerkin time-domain finite-element method based on Maxwell's curl equations is presented. It is a kind of domain decomposition method. Crank-Nicolson difference scheme is used for time-partial equation. Electric and magnetic fields are expanded using high-order vector basis functions with same order. Three-dimensional cavities are simulated to demonstrate accuracy and efficiency of the method. It shows that time step size is no longer restricted by Courant-Friedrich-Levy(CFL) condition.High-order vector basis function could improve accuracy compared with Whitney 1-form vector basis function.

Key words: domain decomposition, discontinuous Galerkin time-domain finite-element method, Crank-Nicolson difference scheme, high-order vector basis function

中图分类号:

叶珍宝, 周海京. 高阶间断伽辽金时域有限元方法分析三维谐振腔[J]. 计算物理, 2015, 32(4): 449-454.

YE Zhenbao, ZHOU Haijing. High-order Discontinuous Galerkin Time-Domain Finite-Element Method for Three-dimensional Cavities[J]. CHINESE JOURNAL OF COMPUTATIONAL PHYSICS, 2015, 32(4): 449-454.

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