移动坐标系FDTD方法在脉冲波传播中的应用

摘要

通过在时域有限差分(FDTD)方法中引入移动坐标系,解决了一般FDTD方法处理脉冲长距离传播时面临的困难.推导了移动坐标系下的场方程和FDTD差分格式,并将该方法应用于模拟波导中电磁脉冲的传播.计算结果表明,在传播过程中,脉冲波包沿传播方向逐渐展宽,脉冲的峰值场强变小,同时出现了色散现象,脉冲中传播较慢的成分逐渐移向尾部,产生带尾态,这与一般FDTD方法得到的计算结果接近.多个频率的计算结果表明,该方法与一般FDTD方法得到的数据的相对误差小于0.1%,验证了方法的可行性和正确性.