FDTD電磁建模與可視化的多語言混合編程.pdf

1、時(shí)域有限差分(FDTD)算法作為一種成熟的電磁場通用計(jì)算方法，廣泛應(yīng)用于輻射天線的分析、微波器件和導(dǎo)行波結(jié)構(gòu)的研究、散射和雷達(dá)截面計(jì)算、電子封裝和電磁兼容等領(lǐng)域，是解決電磁場問題的簡單而又有效的數(shù)值方法。 本文首先對(duì)FDTD中的電磁問題進(jìn)行了介紹并闡述了本軟件中的網(wǎng)格生成算法，接著介紹了一種FDTD后時(shí)間步信號(hào)的外推方法——GPOF方法，并對(duì)GPOF的外推方法編程實(shí)現(xiàn)，然后對(duì)OpenGL三維圖形建模方法進(jìn)行了研究并在VB、MAT

2、LAB和OpenGL混合編程的基礎(chǔ)上設(shè)計(jì)了電磁建模與結(jié)果可視化軟件，提供給FDTD仿真軟件諸如介質(zhì)、網(wǎng)格、邊界條件、激勵(lì)源設(shè)置之類的數(shù)據(jù)文件，軟件自動(dòng)生成滿足FDTD算法條件的均勻和非均勻網(wǎng)格并通過對(duì)圖形的旋轉(zhuǎn)、平移、縮放、透視與視口變換等操作對(duì)目標(biāo)物體進(jìn)行細(xì)致的實(shí)時(shí)觀察與修改，最后由仿真數(shù)據(jù)畫出目標(biāo)物體的反射系數(shù)圖形。電磁場的動(dòng)態(tài)演示效果加深了用戶對(duì)電磁場的認(rèn)識(shí)。 VB、MlATLAB和OpenGL的混合編程既集成了VB高級(jí)語

3、言界面友好易于編譯等優(yōu)點(diǎn)，又保留了MATLAB強(qiáng)大的矩陣運(yùn)算等功能，還引入了OpenGL優(yōu)異的三維圖形建模方法，大大增強(qiáng)了軟件的電磁建模與結(jié)果可視化效果；GPOF外推程序?qū)DTD的模擬數(shù)值進(jìn)行精確的外推插值使FDTD的模擬計(jì)算時(shí)間大大減少，對(duì)FDTD方法應(yīng)用到更大規(guī)模的問題和更廣泛的領(lǐng)域起到重要作用。 本文以C型槽微帶天線建模及其反射系數(shù)的計(jì)算、U型雙頻微帶天線的FDTD模擬和GPOF外推以及微帶天線的建模與電磁場三維動(dòng)態(tài)演示