Calculation of errors in the finite difference time domain method when modeling thin wires separated by a single cell of the computational grid
Average rating
Cast your vote
You can rate an item by clicking the amount of stars they wish to award to this item.
When enough users have cast their vote on this item, the average rating will also be shown.
Star rating
Your vote was cast
Thank you for your feedback
Thank you for your feedback
Author
Kuklin, D. V.Date
2018
Métadonnées
Afficher la notice complèteAbstract
The finite difference time domain method contains additional techniques for modeling thin wires whose diameter is substantially smaller than the cell size. Among them, there is a group of techniques where thin wires are modeled by correcting the medium surrounding the wire. Although in this case only the wires located along the electric field nodes can be modeled, techniques of this group do not cause calculation errors if the wires are located in the absorbing boundary conditions necessary to model thin wires with infinite length. Several techniques have been compared for the case when two wires are separated by one-cell gap. Influence of magnetic field modification around the gap between wires on calculation results has been examined. By calculations with the dipole antenna, it has been shown that correction of the magnetic field around the gap does not increase calculation accuracy (at least for the considered cases). However, this correction eliminates numerical instability. In this paper, it has been proposed to apply a magnetic field correction at the ends of the conductor only in cases where the conductors are separated by one cell, but not at each end of the conductors, as previously suggested.Метод конечных разностей во временной области содержит вспомогательные способы для моделирования проводников, диаметр которых существенно меньше размера ячейки. Среди них существует группа методов, в которых моделирование проводников достигается при помощи корректировки параметров среды, окружающей проводник. Несмотря на то что в таком случае могут моделироваться только проводники, расположенные вдоль узлов расчетной сетки, методы данной группы не приводят к ошибке расчета при расположении проводников в области поглощающих граничных условий, что необходимо для моделирования проводников бесконечной длины. Выполнено сравнение нескольких методов моделирования проводников в случае, когда проводники разделены одной ячейкой расчетной сетки. Проведена оценка влияния корректировки магнитного поля вокруг промежутка между проводниками на результаты расчетов. На примере расчетов с дипольной антенной показано, что корректировка магнитного поля вокруг промежутка между проводниками не приводит к существенному увеличению точности расчетов (по крайней мере, в рассмотренных случаях). В то же время применение данной корректировки устраняет вычислительную неустойчивость. В работе предложено применять корректировку магнитного поля на концах проводника только в тех случаях, когда проводники разделены одной ячейкой, но не у каждого конца проводников, как это предлагалось ранее.
Journal
Оценка погрешностей метода конечных разностей во временной области при моделировании протяженных проводников, разделенных одной ячейкой расчетной сеткиVolume
21Issue/Article Nr
4Page Range
pp.616-624Resource/Dataset Location
http://vestnik.mstu.edu.ru/show.shtml?art=1986ae974a485f413a2113503eed53cd6c53
10.21443/1560-9278-2018-21-4-616-624
Scopus Count
Collections