基于离散外微积分的旋转体时域有限元麦克斯韦求解器
计算物理
2018-10-08 v3 数值分析
经典物理
摘要
我们提出了一种基于微分形式的离散外微积分（DEC）和变换光学（TO）概念的时域有限元（FETD）麦克斯韦求解器，用于分析旋转体（BOR）几何结构。我们探索TO原理，将原始的三维BOR问题映射到子午面上的二维问题，基于直角坐标系，其中柱坐标度量完全嵌入到填充域的有效非均匀各向异性介质的构成属性中。所提出的求解器使用TE/TM场分解和一组基于DEC的基函数，在不规则网格上离散化子午面。应用基于蛙跳格式的辛时间离散化以获得全离散的按时间推进算法。我们通过将数值结果与柱形腔中谐振场的解析解以及分层介质中柱对称天线辐射场的伪解析解进行比较来验证该算法。我们还说明了该算法在高功率返波振荡器内束波相互作用的粒子-in-胞（PIC）模拟中的应用。
引用
@article{arxiv.1804.02030,
title = {Finite Element Time-Domain Body-of-Revolution Maxwell Solver based on Discrete Exterior Calculus},
author = {Dong-Yeop Na and Ben-Hur V. Borges and Fernando L. Teixeira},
journal= {arXiv preprint arXiv:1804.02030},
year = {2018}
}
备注
42 pages, 19 figures