[发明专利]一种求解复杂时域电磁问题的快速多尺度计算方法

权利要求书

1.一种求解复杂时域电磁问题的快速多尺度计算方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤1，根据实际电磁情况选择计算模型；

步骤2，对求解域进行网格划分，其中，分为宏观单元和局部微观单元；

步骤3，建立求解域的麦克斯韦方程组，并引入杂交变量，通过迦辽金方法构造麦克斯韦方程组的杂交弱形式，对电磁场进行线性分解；

步骤4，对宏观单元进行分析，构造基函数，在宏观单元上建立宏观尺度的全局问题；

步骤5，在局部微观单元上通过基于二阶蛙跳格式的时域间断伽辽金法(LF2-DGTD方法)进行时间和空间离散，构造局部微观单元的求解问题，集成局部微观单元的求解问题所需的局部微观单元矩阵，并通过GPU并行方法进行求解；

步骤6，将求解得到的基函数代入全局问题更新宏观变量，并进行更新求解，得到电场磁场值；

步骤7，通过时间迭代，得到所需的时域电磁场的解。

2.如权利要求1所述的求解复杂时域电磁问题的快速多尺度计算方法，其特征在于，所述步骤2包括以下流程：

步骤21，将求解域分为数个互不重叠的宏观单元；

步骤22，将每个宏观单元划分为数个局部微观单元。

3.如权利要求2所述的求解复杂时域电磁问题的快速多尺度计算方法，其特征在于，所述步骤3包括以下流程：

步骤31，建立求解域的麦克斯韦方程组；

步骤32，引入杂交变量，并通过伽辽金方法构造麦克斯韦方程组的杂交弱形式；

步骤33，将电磁场线性分解为电场和磁场。

4.如权利要求3所述的求解复杂时域电磁问题的快速多尺度计算方法，其特征在于，所述步骤4包括以下流程：

对宏观单元进行分析，构造基函数，根据边界条件，在宏观单元上建立宏观尺度的全局问题。

5.如权利要求4所述的求解复杂时域电磁问题的快速多尺度计算方法，其特征在于，所述步骤5包括以下流程：

步骤51，将每个宏观单元作为独立的有限元空间进行离散；

步骤52，根据DGTD方法，构造局部微观单元的求解问题；

步骤53，通过GPU并行方法进行求解。

6.如权利要求5所述的求解复杂时域电磁问题的快速多尺度计算方法，其特征在于，所述步骤6包括以下流程：

将求解得到的基函数代入全局问题更新宏观变量，更新得到电场和磁场值。

7.如权利要求6所述的求解复杂时域电磁问题的快速多尺度计算方法，其特征在于，所述步骤7包括以下流程：

将更新完成的电场再次代入进行下一轮的电磁场更新，最终得到所需的时域电磁场的解。