计算电磁学中的时域有限元方法稳定性分析  

Stability analysis of time domain finite element method in computational electromagnetics

作　　者：杨宏伟[1] 刘梅林[1] 何小祥[2] 

机构地区：[1]南京农业大学物理系 [2]南京航空航天大学信息科学与技术学院

出　　处：《电波科学学报》2007年第4期712-716,共5页Chinese Journal of Radio Science

基　　金：南京理工大学科研发展基金资助

摘　　要：对计算电磁学中的时域有限元方法(TDFEM)迭代稳定性问题进行了分析,讨论了中心差分、前向差分、后向差分和Newmark差分四种不同时间步长离散格式的迭代收敛情况,及其对数值结果精度的影响,并作了对比。在此基础上,研究了Newmark方法中参数β的确定和时间步长的选择。数值结果表明:采用New-mark方法,TDFEM可以在较大时间步长和较少迭代步数情况下将数值误差控制在1%左右,从而验证了时域有限元方法中Newmark技术的精确性和高效性。In this paper, the stability analysis of time domain finite element method （TDFEM） is presented in computational electromagnetics （CEM）, Some useful time discretization schemes, including backward difference, forward difference, central difference and Newmark difference are involved, and then the corresponding convergences as well as the effects on the numerical precision are also investigated. The selection of parameter β and time step in Newmark method are discussed. Numerical results presented demonstrate that the numerical error can be controlled below 1% with appropriate mesh and large time step.

关 键 词：时域有限元方法 差分格式 稳定性 Newmark方法 

分 类 号：O414.4[理学—理论物理]