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迈向三维SBP-SAT FDTD方法的开发:理论与验证

计算工程、金融与科学 2022-06-02 v1

摘要

为提升传统时域有限差分(FDTD)方法的可扩展性与性能,开发了三维求和按部分(summation-by-parts)同时近似项(SBP-SAT)FDTD方法以求解复杂电磁问题。该方法在理论上稳定,并可进一步用于具有不同网格尺寸的多网格块。本文主要关注其三维实现的基础理论方面、针对各类边界条件的SAT、数值色散特性以及与FDTD方法的比较。所提SBP-SAT FDTD方法继承了FDTD方法的所有优点,即无矩阵、易于实现,并以可忽略的运行时开销(0.13%)与内存占用(1.2%)达到同等精度水平。通过四个数值算例验证了所提方法的有效性。

关键词

引用

@article{arxiv.2206.00638,
  title  = {Towards the Development of A Three-Dimensional SBP-SAT FDTD Method: Theory and Validation},
  author = {Yu Cheng and Hanhong Liu and Xinsong Wang and Guangzhi Chen and Xiang-Hua Wang and Xingqi Zhang and Shunchuan Yang and Zhizhang Chen},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2206.00638},
  year   = {2022}
}