[發明專利]一種求解復雜時域電磁問題的快速多尺度計算方法

有效

• 申請號: 201810801062.0
• 申請日: 2018-07-20
• 公開（公告）號: CN108984914B
• 公開（公告）日: 2020-04-03
• 發明（設計）人: 徐立;劉炳岐;楊中海;李斌
• 申請（專利權）人: 電子科技大學
• 主分類號: G06F30/23
• 分類號: G06F30/23
• 代理公司: 成都虹盛匯泉專利代理有限公司 51268
• 代理人: 王偉

1.一種求解復雜時域電磁問題的快速多尺度計算方法，其特征在于，包括以下步驟：

步驟1，根據實際電磁情況選擇計算模型；

步驟2，對求解域進行網格劃分，其中，分為宏觀單元和局部微觀單元；

步驟3，建立求解域的麥克斯韋方程組，并引入雜交變量，通過迦遼金方法構造麥克斯韋方程組的雜交弱形式，對電磁場進行線性分解；

步驟4，對宏觀單元進行分析，構造基函數，在宏觀單元上建立宏觀尺度的全局問題；

步驟5，在局部微觀單元上通過基于二階蛙跳格式的時域間斷伽遼金法(LF2-DGTD方法)進行時間和空間離散，構造局部微觀單元的求解問題，集成局部微觀單元的求解問題所需的局部微觀單元矩陣，并通過GPU并行方法進行求解；

步驟6，將求解得到的基函數代入全局問題更新宏觀變量，并進行更新求解，得到電場磁場值；

步驟7，通過時間迭代，得到所需的時域電磁場的解。

2.如權利要求1所述的求解復雜時域電磁問題的快速多尺度計算方法，其特征在于，所述步驟2包括以下流程：

步驟21，將求解域分為數個互不重疊的宏觀單元；

步驟22，將每個宏觀單元劃分為數個局部微觀單元。

3.如權利要求2所述的求解復雜時域電磁問題的快速多尺度計算方法，其特征在于，所述步驟3包括以下流程：

步驟31，建立求解域的麥克斯韋方程組；

步驟32，引入雜交變量，并通過伽遼金方法構造麥克斯韋方程組的雜交弱形式；

步驟33，將電磁場線性分解為電場和磁場。

4.如權利要求3所述的求解復雜時域電磁問題的快速多尺度計算方法，其特征在于，所述步驟4包括以下流程：

對宏觀單元進行分析，構造基函數，根據邊界條件，在宏觀單元上建立宏觀尺度的全局問題。

5.如權利要求4所述的求解復雜時域電磁問題的快速多尺度計算方法，其特征在于，所述步驟5包括以下流程：

步驟51，將每個宏觀單元作為獨立的有限元空間進行離散；

步驟52，根據DGTD方法，構造局部微觀單元的求解問題；

步驟53，通過GPU并行方法進行求解。

6.如權利要求5所述的求解復雜時域電磁問題的快速多尺度計算方法，其特征在于，所述步驟6包括以下流程：

將求解得到的基函數代入全局問題更新宏觀變量，更新得到電場和磁場值。

7.如權利要求6所述的求解復雜時域電磁問題的快速多尺度計算方法，其特征在于，所述步驟7包括以下流程：

將更新完成的電場再次代入進行下一輪的電磁場更新，最終得到所需的時域電磁場的解。