恭喜南京航空航天大学黄正宇获国家专利权
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龙图腾网恭喜南京航空航天大学申请的专利一种基于切比雪夫FDTD的电磁数值计算方法获国家发明授权专利权,本发明授权专利权由国家知识产权局授予,授权公告号为:CN114564690B 。
龙图腾网通过国家知识产权局官网在2025-03-28发布的发明授权授权公告中获悉:该发明授权的专利申请号/专利号为:202210197083.2,技术领域涉及:G06F17/16;该发明授权一种基于切比雪夫FDTD的电磁数值计算方法是由黄正宇;李超;朱帅;陈子安;梁燕秋;陈超;姜丰设计研发完成,并于2022-03-02向国家知识产权局提交的专利申请。
本一种基于切比雪夫FDTD的电磁数值计算方法在说明书摘要公布了:本发明公开了一种基于切比雪夫FDTD的电磁数值计算方法,首先将数值计算的时间区间等分为多个较小的时间区段,所述时间区段的长度大于激励信号的支撑边界;从第一个时间区段开始,对当前时间区段使用切比雪夫FDTD进行数值计算,并将所得到的时域结果的终值作为下一个时间区段的初值,对下一个时间区段继续使用切比雪夫FDTD进行数值计算,依此类推,从而获得所有时间区段的时域结果;最后将所有时间区段的时域结果合成为所述时间区间内的完整的时域结果。相比现有技术,本发明通过分段计算的方式有效提升了电磁数值计算的计算效率,降低计算资源消耗。
本发明授权一种基于切比雪夫FDTD的电磁数值计算方法在权利要求书中公布了:1.一种基于切比雪夫FDTD的电磁数值计算方法,其特征在于,首先将数值计算的时间区间等分为多个较小的时间区段,所述时间区段的长度大于激励信号的支撑边界;从第一个时间区段开始,对当前时间区段使用切比雪夫FDTD进行数值计算,并将所得到的时域结果的终值作为下一个时间区段的初值,对下一个时间区段继续使用切比雪夫FDTD进行数值计算,依此类推,从而获得所有时间区段的时域结果;最后将所有时间区段的时域结果合成为所述时间区间内的完整的时域结果;该方法具体包括以下步骤:步骤1、根据所要求解的电磁问题选取合适的切比雪夫多项式阶数,建立切比雪夫微分矩阵,并将数值计算的时间区间等分为多个较小的时间区段,所述时间区段的长度大于激励信号的支撑边界;步骤2、网格划分,引入材料参数、激励源对以下的系数矩阵方程进行初始化并确定方程右端bi项,对其用追赶法求解第一个时间区段的切比雪夫域电场展开系数:αli-1E|i-1+αmiE|i+αri+1E|i+1=bi 其中,E|i-1、E|i、E|i+1为待求相邻位置切比雪夫域电场展开系数,εi、μi+12、为离散后的相对介电常数、电导率、磁导率、导磁率;Ey|i、Hz|i+12、Jy|i、Mz|i+12为离散后的电场分量、磁场分量、电流源密度、磁流源密度;为离散后电场和磁场的初值;i表示空间离散点的位置序号,Δx为相邻电场或相邻磁场的间隔;步骤3、求解得到的切比雪夫域电场展开系数代入下式,求解切比雪夫域磁场展开系数: 其中Hz|i+12为待求的切比雪夫域磁场展开系数,Ey|i+1、Ey|i为已求解得到的相邻位置切比雪夫域电场展开系数,Mz|i+12为磁流源密度展开系数,为该时间区段磁场的初值,μi+12α:,1是与媒质参数和微分矩阵相关的已知系数矩阵,Δx为相邻电场的间隔;步骤4、利用切比雪夫域展开系数和基函数重构电磁场时域结果,取电场和磁场的时域结果终值作为下一时间区段计算的初值更新bi项,然后求解下一时间区段的切比雪夫域电场展开系数;步骤5、重复步骤3和步骤4直到所有时间区段的电磁场量全部计算完成,将所有时间区段的时域结果合成为所述时间区间内的完整的时域结果。
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