کد مقاله کد نشریه سال انتشار مقاله انگلیسی نسخه تمام متن
6930755 867612 2016 32 صفحه PDF دانلود رایگان
عنوان انگلیسی مقاله ISI
A Fourier penalty method for solving the time-dependent Maxwell's equations in domains with curved boundaries
ترجمه فارسی عنوان
یک روش نقض فوریه برای حل معادلات ماکسول وابسته به زمان در حوزه هایی با مرزهای منحنی
کلمات کلیدی
روش مجازات فعال، تابع ماسک تیز، روش فوریه، معادلات ماکسول، ادامه فوریه،
ترجمه چکیده
ما یک روش عالی برای روش معکوس فوریه برای معادلات ماکسول در مجاورت مرزهای مرزی کامل الکتریکی ارائه می دهیم. این رویکرد به گسترش دامنه صاف غیر دوره ای معادلات به یک دامنه دوره ای با حذف شرایط مرزی دقیق و معرفی یک اصطلاح تحریک تحلیل در حوزه توسعه یافته متکی است. مجازات یا مجازات انتخاب شده است به طور سیستماتیک اعمال شرایط مرزی به منظور بالا در پارامتر جریمه، که سپس اجازه می دهد تا روش های عددی نظم بالاتر. ما یک روش عددی کارآمد برای ساختن مدت مجاز ارائه می دهیم و معادلات حاصل را با استفاده از روش طیفی فوریه محاسبه می کنیم. ما نشان می دهد که روش های همگرا تا 3.5 برای معادلات ماکسول یک بعدی و نشان می دهد که روش عددی از خطاهای پراکندگی (یا آلودگی) رنج می برد. ما همچنین روش را در دو بعد نشان می دهیم و دستورات همگرا 2.5 برای حالت های مغناطیسی عرضی و 1.5 برای حالت های عرضی الکتریکی نشان می دهد. ما این مقاله را با نمونه های متعدد آزمون در ابعاد دو و سه شامل امواج که در یک موجبر خم می شود و پراکندگی از هندسه میلز مانند.
موضوعات مرتبط
مهندسی و علوم پایه مهندسی کامپیوتر نرم افزارهای علوم کامپیوتر
پیش نمایش مقاله
یک روش نقض فوریه برای حل معادلات ماکسول وابسته به زمان در حوزه هایی با مرزهای منحنی
چکیده انگلیسی
We present a high order, Fourier penalty method for the Maxwell's equations in the vicinity of perfect electric conductor boundary conditions. The approach relies on extending the smooth non-periodic domain of the equations to a periodic domain by removing the exact boundary conditions and introducing an analytic forcing term in the extended domain. The forcing, or penalty term is chosen to systematically enforce the boundary conditions to high order in the penalty parameter, which then allows for higher order numerical methods. We present an efficient numerical method for constructing the penalty term, and discretize the resulting equations using a Fourier spectral method. We demonstrate convergence orders of up to 3.5 for the one-dimensional Maxwell's equations, and show that the numerical method does not suffer from dispersion (or pollution) errors. We also illustrate the approach in two dimensions and demonstrate convergence orders of 2.5 for transverse magnetic modes and 1.5 for the transverse electric modes. We conclude the paper with numerous test cases in dimensions two and three including waves traveling in a bent waveguide, and scattering off of a windmill-like geometry.
ناشر
Database: Elsevier - ScienceDirect (ساینس دایرکت)
Journal: Journal of Computational Physics - Volume 306, 1 February 2016, Pages 167-198
نویسندگان
, , ,