[發明專利]一種多環路的FDTD電磁場仿真分析方法、系統、設備和介質

有效

• 申請號: 202210479509.3
• 申請日: 2022-05-05
• 公開（公告）號: CN114580249B
• 公開（公告）日: 2022-09-13
• 發明（設計）人: 吳歡成;曉天;張軍飛;李會江
• 申請（專利權）人: 廣州中望龍騰軟件股份有限公司
• 主分類號: G06F30/23
• 分類號: G06F30/23
• 代理公司: 廣州市越秀區哲力專利商標事務所(普通合伙) 44288
• 代理人: 陳奕

本發明涉及仿真處理領域，尤其涉及一種多環路的FDTD電磁場仿真分析方法、系統、設備和介質。一種多環路的FDTD電磁場仿真分析方法，包括：獲取目標模型的第一網格數據和第二網格數據；所述第一網格數據和所述第二網格數據分別為不同的網格類型數據；以所述第一網格數據和所述第二網格數據進行求交運算，得到以所述第一網格數據為基礎的交線數據；以所述交線數據處理所述目標模型，進而基于FDTD算法得到所述目標模型的電磁場結果。通過使用目標模型的第一網格數據和第二網格數據進行求交運算，得到以第一網格數據為基礎的交線數據后對目標模型進行二次處理，此時使用FDTD算法對目標模型進行電磁場求解，不會出現精度損失。

技術領域

本發明涉及仿真處理領域，尤其涉及一種多環路的FDTD電磁場仿真分析方法、系統、設備和介質。

背景技術

基于非均勻YEE網格的FDTD算法在仿真多尺度的復雜結構問題時，為了保證計算精度，通常需要對模型細節部分進行網格細分，這帶來網格數目增長，內存計算資源增多。同時，受限于Courant穩定性條件限制，仿真時間步存在不合理的減小，仿真時間變長。

在模擬實體的曲面邊界時，YEE網格存在梯形近似誤差，業界通常采用ConformalFDTD技術提高仿真精度。Dey-Mittra或者Yu-Mittra等共形方法克服了后時不穩定性，并保證了精度，但它們都只能模擬單個網格內存在一個非理想導體（PEC）區域，無法解決一個網格內存在多個非PEC區域的問題。

現有技術一種Thin sheet technique（TST）技術解決該問題的方式為：允許單個網格內存在兩個非PEC區域；對于多于兩個非PEC區域的網格，將整個網格用PEC填充。這改變了原始模型，同時帶來了一定的精度損失。

發明內容

鑒于上述現有技術的不足之處，本發明的目的在于提供一種多環路的FDTD電磁場仿真分析方法、系統、設備和介質，允許單個網格內存在多塊精細結構（即非理想導體區域），降低了對網格細化以模擬精細結構的要求，減少了網格數量，同時不會出現精度損失。

為了達到上述目的，本發明采取了以下技術方案：

一方面，本發明提供一種多環路的FDTD電磁場仿真分析方法，包括：

獲取目標模型的第一網格數據和第二網格數據；所述第一網格數據和所述第二網格數據分別為不同的網格類型數據；

以所述第一網格數據和所述第二網格數據進行求交運算，得到以所述第一網格數據為基礎的交線數據；

以所述交線數據處理所述目標模型，進而基于FDTD算法得到所述目標模型的電磁場結果。

進一步的，所述的多環路的FDTD電磁場仿真分析方法，以所述交線數據處理所述目標模型具體包括：

在目標模型的第一網格數據的單一網格中，以網格內的交線和網格邊界形成至少一個多邊形環路。

進一步的，所述的多環路的FDTD電磁場仿真分析方法，所述電磁場結果的計算步驟為：

獲取單一網格中多邊形環路的電磁場未知量；

將所述電磁場未知量帶入到第一差分算法中得到對應多邊形環路的第一迭代更新方程；

將所述第一迭代更新方程帶入到FDTD框架算法中進行迭代計算，得到所述電磁場結果。

進一步的，所述的多環路的FDTD電磁場仿真分析方法，所述第一迭代更新方程中的迭代系數通過多邊形環路的面積、邊長、網格法向上的基礎參數得到；所述基礎參數包括網格步長、介電常數、磁導率、電導率。

進一步的，所述的多環路的FDTD電磁場仿真分析方法，所述第一網格數據為YEE網格數據；所述第二網格數據為三角網格數據。