Уважаемые!

поделитесь своим опытом использования данного метода, в том числе и разных системах.


то, что методом FDTD решаются в основном внутренние задачи, волноводы,
патч-антенны, микрополосковые фильтры и структуры со сложным распределением
диэлектрических свойств (распределение напряженности электрического поля внутри
головы или тела человека) - это четко просматривается в руководствах программ!!!

А вот применительно к внешним задачам (анализ блоков и пр.) задачам?

Также почему при использовании этого метода рекомендуется выбирать размер ячейки примерно 1/10 длины волны, а физический размер анализируемого объекта должен соответствовать приблизительно 10-20 длинам волн?
Несмотря на это, почти во всех задачах размер
анализируемого объекта меньше длины волны или по крайней мере соизмерим!

буду признателен за любую информацию.

Я с помощью FDTD моделирую поле от антенны. Правда, область для моделирования проходится брать довольно большую. Но это зависит от ширины ДН антенны.



Чтобы в объекте было как можно больше ячеек. А вообще 1/10 - это минимум. Иногда бывает, что сетка перестает влиять при размере ячейки 1/50 от длины волны. А в некоторых статьях используют 1/100.



Нет, наоборот. Чем из большего количества ячеек состоит объект, тем точнее моделирование.

Что-то не совсем понятно, что за внешнии задачи вы имеете в виду. Я всегда считал, что внешние задачи это расчет антенн и т.п. FDTD легко справляется с ними.

По поводу размера ячейки. Я всегда думал, что рекомендуется выбирать размер ячейки МЕНЬШЕ чем 1/10 длины волны. По идее чем меньше размер ячейки, тем более точным получается решение (это и дураку понятно). К сожалению с самодельными программами, использующими этот метод, я работал уже больше 2х лет назад и уже все забыл. Если хотите, то я могу сбросить вам книгу Тафлова ("Computational Electrodinamics: The FDTD"). Насколько я знаю, это самая лучшая книга по этой тематике. Там найдете точный ответ на свой вопрос.

Размер объекта, который расчитывается часто ограничивается 10-20 длинами волн только из одного соображения. Задача станет такой большой, что компьютер будет решать ее очень долго! Естественно, вы можете считать объект, соизмеримый с длиной волны и даже меньше его. К счастью, компьютерная индустрия движется вперед большими темпами и при желании вы сможете посчитать объект и больше вышеупомянутых 20 длин волн.

Надеюсь, что хоть немного помог вам. Успехов!

какое-то мифическое отношение,
поскольку при использовании МоМ тоже рекомендуют это минимальное отношение.

Если хотите, то я могу сбросить вам книгу Тафлова ("Computational Electrodinamics: The FDTD").


А можно мне тоже скинуть эту книгу?! Спасибо!

Колличество ячеек на длинну волны выбирается из соображений относительно характерного расстояния на котором поле в исследуемой структуре значительно меняется. Так в регулярном прямоугольном волноводе или в свободном пространстве (в атенных задачах) для получения точных результатов вполне достаточно и 10 линий сетки на длину волны. А в многомодовых резонаторах, полосковых линиях с маленькой толщиной проводника или других структурах, имеющих резкие неоднородности, вблизи которых поле резко меняется, не удается ограничиться и 40 (а иногда и больше) линиями сетки на длину волны. Однако, во многих случаях можно получать хорошее разрешение поля на неоднородностях и при крупных ячейках сетки. Для этого используют специальные алгоритмы вроде Conformal FDTD или Thin Sheet Technique (это у CST).
Если же брать меньше 10 ячеек сетки на длину волны сильно возрастает ошибка связанная с тем, что пространственные производные в FDTD представляются в виде конечных разностей имеющих второй порядок точности относительно шага сетки dx. С увеличением шага сетки ошибка растет и где-то в районе 3х ячеек на длину волны FDTD совсем перестает работать.

хм...
а можете сказать чем принципиально отличаются CFDTD и простой FDTD?
т.е. за счет чего происходит более точное представление объекта?
еще в CST используют метод PBA, это я как понимаю, разработка CST и чем-то тоже схож с CFDTD.
но тогда чем отличаются PBA и Thin Sheet Technique?

В Conformal FDTD используют специальные формулы для вычиления пространственных производных, которые позволяют учитывать неоднородное заполнение ячейки сетки идеальным металлом, в отличие от обычного FDTD где ячейка сетки считается однородно заполненной заданным материалом. Т.е. можно сделать относительно крупную сетку вблизи наклонной границы раздела (не совпадающей с декартовыми координатами). А в обычном FDTD сетку следует максимально загустить на такой границе, поскольку граница будет считаться не наклонной, а ступенчатой с шагом ступеньки равном шагу сетки.
Примерно то же самое, как мне представляется, делает и Perfect Boundary Approximation от CST. А вот Thin Sheet Technique позволяет разрешить несколько проводников находящихся внутри одной ячейки сетки, т.е. не считает их электрически связанными.

ага, тогда получается, что CFDTD приводит к меньшему числу неизвестных в СЛАУ нежели FDTD, но сложность вычисления элементов матрицы этим методом возрастает по сравнению с FDTD?

таким образом, необходимо искать своего рода компромисс, между размерностью и сложностью вычисления.

и какие рекомендации по использованию CFDTD (конечно, кроме уже упомянутых границ раздела сред)?

FDTD не приводит к СЛАУ.. Компоненты, например, электрического поля в каждой точке в текущий момент времени вычисляются по прямой формуле из значений магнитного поля в соседних точках в прдыдущий момент времени.
А что касается CFDTD, то он повышает объем вычислений только для областей с наклонными металлическими границами. В остальной части расчетного объема используются обычные формулы для вычислений компонент поля. Так что компромис приходится искать только между точностью вычислений и сложностью программирования

как так не сфодится?????
все численные методы решения уравнений Максвелла приводят к СЛАУ!!!!!!!!

Обычно под системой уравнений понимают несколько взаимосвязанных уравнений. В FDTD для определения компонент поля в данной точке пространства в данный момент времени используется обычное линейное алгебраическое уравнение, которое не связано со значениями полей в других точках пространства на этом же временном шаге. Т.е. системы нет! Так что - я прав! ))