基于离散奇异卷积法的高阶精度时域有限差分方法研究

高阶精度时域有限差分方法能有效地抑制数值色散误差，在工程电磁场设计领域具有广泛的应用前景。本项目旨在研究基于离散奇异卷积法的高阶精度时域有限差分法，采用变步长处理技术、内部边界处理技术、Z吸收边界条件处理方法以及区域分裂法等技术，发展出高效率高精度时域有限差分方法。主要研究工作是采用变步长网格处理技术取代局部细网格技术，改进内部网格处理的弹性，提高算法的一致性；改进内部边界的处理方法，提高分析区域内部物理参数不连续问题时的计算精度；综合Z吸收边界条件与PML技术的优点，发展高吸收性能的边界条件处理方法；研究基于多CPU的并行算法和多线程处理技术。在此基础上，发展出分析有源/无源器件集成的混合电路特性的高阶时域有限差分法，解决超电大尺寸目标和负折射率媒质的电磁特性分析及特征参数提取等关键程技术问题。研究目标的实现在军事和民用领域有着迫切的应用需求，具有重要的科学意义和实用价值。