The traditional finite-difference time-domain (FDTD) method is constrained by the Courant-Friedrich-Levy (CFL) condition and suffers from the notorious staircase error in electromagnetic simulations. This paper proposes a three-dimensional conformal locally-one-dimensional FDTD (CLOD-FDTD) method to address the two issues for modeling perfectly electrical conducting (PEC) objects. By considering the partially filled cells, the proposed CLOD-FDTD method can significantly improve the accuracy compared with the traditional LOD-FDTD method and the FDTD method. At the same time, the proposed method preserves unconditional stability, which is analyzed and numerically validated using the Von-Neuman method. Significant gains in CPU time are achieved by using large time steps without sacrificing accuracy. The accuracy and efficiency of the proposed method are validated through two numerical examples.


翻译:传统的有限差异时间域(FDTD)方法受到Curant-Friedrich-Levy(CFL)条件的限制,受到电磁模拟中臭名昭著的楼梯错误的影响,本文件建议采用三维自成一体的FDTD(CLOD-FDTD)方法,解决完全电子操作(PEC)天体模型的两个问题。考虑到部分填充的细胞,拟议的CLOD-FDTD方法可以大大提高与传统的LOD-FDTD方法和FDTD方法相比的准确性。同时,拟议的方法保持无条件稳定,使用Von-Neuman方法对它进行分析和数字验证。在不牺牲准确性的情况下使用大的时间步骤可以实现CPU时间的显著进步。提议的CLOD-FDTD方法的准确性和效率通过两个数字实例得到验证。

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