[发明专利]电磁波在随机色散介质中传播的PCE-FDTD方法

权利要求书

1.电磁波在随机色散介质中传播的PCE-FDTD方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤1：输入模型文件；

步骤2：初始化参数；

步骤3：计算仿真中所用到的内积；

步骤4：添加场源到中设置好源的位置；

步骤5：更新计算整个计算区域的y方向上电场分量展开系数

步骤6：更新计算整个计算区域的x方向上电场分量展开系数

步骤7：更新计算整个计算区域的z方向上磁场分量展开系数

步骤8：将时间迭代步t+1赋值给t，并判断迭代次数t是否达到预设值，若未达到预设值，则返回步骤5；若达到预设值，则执行步骤9；

步骤9：计算观测点电场的均值和标准差。

2.根据权利要求1所述的电磁波在随机色散介质中传播的PCE-FDTD方法，其特征在于，所述步骤1具体是：

计算区域大小N_x×N_y，其中N_x为x方向的网格数，N_y为y方向的网格数；空间步长Δζ，ζ＝x，y，x为横坐标，y为纵坐标；设置随机色散媒质的区域，时间步长Δt，真空中的磁导率μ₀，介电常数ε₀，仿真的总时长N_t，设置源的位置，观测点的位置。

3.根据权利要求1所述的电磁波在随机色散介质中传播的PCE-FDTD方法，其特征在于，所述步骤2具体是：

将整个计算区域的电磁场分量展开系数中间变量观测点电场的均值和标准差(Ex_80，sigma80)均初始化为0；同时确定展开阶数l的的值。

4.根据权利要求1所述的电磁波在随机色散介质中传播的PCE-FDTD方法，其特征在于：所述步骤3中内积的由下式计算得出

5.根据权利要求1所述的电磁波在随机色散介质中传播的PCE-FDTD方法，其特征在于，所述步骤4中添加场源的表达式为：

6.根据权利要求1所述的电磁波在随机色散介质中传播的PCE-FDTD方法，其特征在于，所述步骤5具体是：

步骤5.1：先计算电位移矢量分量系数其在计算区域的方程为：

其中，i表示横坐标上的第i个计算网格，j表示纵坐标上的第j个计算网格；

步骤5.2：求解5.1的方程得到电位移矢量分量系数后，再计算电场分量系数在随机色散媒质区域电场分量系数的计算方程为：

在非随机色散媒质区域电场分量系数的计算方程为：

步骤5.3：更新中间变量

7.根据权利要求1所述的电磁波在随机色散介质中传播的PCE-FDTD方法，其特征在于，所述步骤6具体是：

步骤6.1：先计算电位移矢量分量系数其在计算区域的方程为：

步骤6.2：求解6.1的方程得到电位移矢量分量系数后，再计算电场分量系数在随机色散媒质区域电场分量系数的计算方程为：

在非随机色散媒质区域电场分量系数的计算方程为：

步骤6.3：更新中间变量

8.根据权利要求1所述的电磁波在随机色散介质中传播的PCE-FDTD方法，其特征在于，所述步骤7的计算方程式为：

9.根据权利要求1所述的电磁波在随机色散介质中传播的PCE-FDTD方法，其特征在于，所述步骤9的计算公式为：