一种适用于嵌入式导电薄层的高阶电磁波混合时域有限差分-时程精细积分法

作     者：马亮 马西奎 迟明珺 向汝 朱晓杰 Ma Liang;Ma Xikui;Chi Mingjun;Xiang Ru;Zhu Xiaojie

作者机构：电工材料电气绝缘全国重点实验室(西安交通大学)西安710049 电子信息与生物工程系(米兰理工大学)米兰20133 

出 版 物：《电工技术学报》 (Transactions of China Electrotechnical Society)

年 卷 期：2025年第40卷第5期

页      面：1333-1343页

核心收录：

学科分类：080804[工学-电力电子与电力传动] 080805[工学-电工理论与新技术] 0808[工学-电气工程] 08[工学] 

基　　金：国家自然科学基金资助项目(52177008) 

主　　题：时域有限差分法 四阶时程精细积分法 亚网格技术 矩阵指数 

摘      要：应用单一时域数值方法,在面对嵌入式导电薄层一类多尺度问题时,都面临着建模极为困难的挑战。该文提出了一种基于时域有限差分(FDTD)法和高阶时程精细积分(PITD)法的电磁波混合数值方法。该方法对导电薄层外部进行粗网格剖分并应用FDTD法,而对薄层内部进行一维细网格剖分并应用四阶PITD法,以实现不同网格尺度的同步时间推进。为了实现粗细网格之间的信息交换,在PITD域中引入过渡区域并应用二阶PITD法,通过等效本构参数来更新交界面处的切向电场。分析了该混合算法的数值稳定性和数值反射,并通过典型数值算例验证了所提方法的有效性和准确性。