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第1卷第6期
计算电动力学的谱时域方法

詹姆斯·兰伯斯

内政部: 10.4208/aamm.09-m09S02

高级申请。数学。机械。,1(2009年),第781-798页。

在线发布:2009-01

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  • 摘要

自凯恩·叶(Kane Yee)推出以来,已有40多年以前,时域有限差分(FDTD)方法是一种广泛应用的求解含时麦克斯韦方程的技术这些方程式也启发了许多其他方法。这篇论文在以下情况下,给出了这些方程的另一种方法空间变化的介电常数和/或磁性渗透率,基于Krylov子空间谱(KSS)方法。这些方法以前已经应用于可变效率热方程和波动方程,并证明了高阶精度,以及隐式的稳定性特征时间步进方案,即使KSS方法是显式的。KSS公司标量方程的方法计算使用Golub和Meurant开发的技术解决方案用高斯函数逼近矩阵的函数元谱域而非物理域中的求积。我们展示了如何将它们推广到耦合方程组,例如麦克斯韦方程组,通过选择适当的基函数,虽然受到这种耦合的影响,但仍然允许高效和稳健计算每个空间分量的傅里叶系数电场和磁场。我们还讨论了应用程序非自伴空间问题的块KSS方法微分算子,需要对块进行泛化Golub和Underwood对非对称矩阵的Lanczos算法。

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自凯恩·叶(Kane Yee)推出以来,已有40多年以前,时域有限差分(FDTD)方法是一种求解含时麦克斯韦方程的广泛应用技术这些方程也启发了许多其他方法。这篇论文在以下情况下,给出了这些方程的另一种方法空间变化的介电常数和/或磁性渗透率,基于Krylov子空间谱(KSS)方法。这些方法以前已经应用于可变效率热方程和波动方程,并证明了高阶精度,以及隐式的稳定性特征时间步进方案,即使KSS方法是显式的。KSS公司标量方程的方法计算使用Golub和Meurant为用高斯函数逼近矩阵的函数元谱域而非物理域中的求积。我们展示了如何将它们推广到耦合方程组,例如麦克斯韦方程组,通过选择适当的基函数,虽然受到这种耦合的影响,但仍然允许高效和稳健计算每个空间分量的傅里叶系数电场和磁场。我们还讨论了应用程序非自伴空间问题的块KSS方法微分算子,需要对块进行泛化Golub和Underwood对非对称矩阵的Lanczos算法。

詹姆斯·兰伯斯(James V.Lambers)。(1970). 计算电动力学的谱时域方法。应用数学与力学进展.1(6).781-798.doi:10.4208/aamm.09-m09S02
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