非线性介质的Maxwell方程的FDTD方法

非线性介质的Maxwell方程的FDTD方法

论文摘要

由于电磁波在介质中传播的模型方程是通过麦克斯韦方程和材料的本构关系耦合得到的.本文主要研究的是三阶非线性0)介质中的麦克斯韦方程(0)-(60)7)7)方程).首先,我们在空间上使用有限差分方法进行离散,在时间上使用蛙跳格式把模型方程解耦.然后,针对非线性项我们提出离散隐格式和离散半隐格式.证明了该模型方程的适定性.由理论证明得到了两种离散格式的稳定性和收敛性的结果以及最优收敛阶均为(?2+2).最后,通过数值实验验证了两种离散格式比引用的直接离散格式所需的计算时间较短,两种数值格式的有效性和准确性.

论文目录

  • 摘要
  • Abstract
  • 第一章 引言
  • 第二章 非线性介质的Maxwell方程
  •   2.1 模型方程
  •   2.2 模型方程在连续情况下的稳定性证明
  • 第三章 离散格式的稳定性和收敛性的证明
  •   3.1 蛙跳全隐格式及其稳定性证明
  •   3.2 蛙跳半隐格式及其收敛性证明
  •   3.3 Kerr-Maxwell方程的直接离散格式及稳定性
  •   3.4 非线性介质的各向异性完全匹配层(APML)
  • 第四章 数值实验
  •   4.1 蛙跳全隐格式的误差估计和收敛阶
  •   4.2 蛙跳半隐格式的误差估计和收敛阶
  •   4.3 直接离散格式的误差估计和收敛阶
  •   4.4 非线性Raman介质的麦克斯韦方程的离散格式的误差估计和收敛阶
  • 第五章 总结与展望
  • 参考文献
  • 致谢
  • 文章来源

    类型: 硕士论文

    作者: 李琼杰

    导师: 杨伟

    关键词: 麦克斯韦方程,时域有限差分方法,非线性介质

    来源: 湘潭大学

    年度: 2019

    分类: 基础科学

    专业: 数学,数学

    单位: 湘潭大学

    分类号: O241.8

    DOI: 10.27426/d.cnki.gxtdu.2019.000905

    总页数: 52

    文件大小: 1477K

    下载量: 70

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