[发明专利]一种时域电磁场计算方法与装置

权利要求书

1.一种时域电磁场计算方法，包括：

根据待求结构生成三维棱柱网格及二维多边形网格，其中多边形网格是棱柱网格的直截面，与棱柱网格一一对应，每层棱柱网格对应一层多边形网格；

根据棱柱网格和多边形网格分别设置棱柱网格的基函数和多边形网格的基函数，使多边形网格的各个基函数等于对应棱柱网格择一底面的各个基函数；

按时间步迭代求解；

判断每个待求网格属于三维区域或二维区域；

对三维区域中的每个网格采用三维处理，对二维区域中的每个网格采用二维处理；

对所有网格，采用统一处理。

2.根据权利要求1所述的时域电磁场计算方法，其特征在于，

所述三维处理是对待求网格采用三棱柱网格时域有限元方法进行矩阵填充；

所述二维处理是对待求网格对应的三角形网格采用三角形时域有限元方法进行矩阵填充；

所述统一处理是将三维处理产生的矩阵和二维处理产生的矩阵联立成统一矩阵统一求解。

3.根据权利要求1所述的时域电磁场计算方法，其特征在于，

所述三维处理是遍历待求网格的相邻网格，如果待求网格的相邻网格都属于三维区域，则对待求网格直接采用三维算法求解，如果待求网格的相邻网格有网格属于二维区域，则将该网格前一时间步的二维网格电磁场值转化为三维网格电磁场值之后再对待求网格采用三维算法求解；

其中三维算法采用棱柱网格；在任一时间步任一网格区域的待求电磁场值只由前一时间步本网格和相邻网格的电磁场值决定，而与当前时间步其它网格的电磁场值无关，每个网格的电磁场值在当前时间步分别被独立求解；

所述二维处理是遍历待求网格的相邻网格，如果待求网格的相邻网格都属于二维区域，则对待求网格直接采用二维算法求解，如果待求网格的相邻网格有网格属于三维区域，则将该网格前一时间步的三维网格电磁场值转化为二维网格电磁场值之后再对待求网格采用二维算法求解；

其中二维算法采用多边形网格；在任一时间步任一网格的待求电磁场值只由前一时间步本网格和相邻网格的电磁场值决定，而与当前时间步其它网格的电磁场值无关，每个网格的电磁场值在当前时间步分别被独立求解；

所述统一处理无操作。

4.根据权利要求3所述的时域电磁场计算方法，其特征在于，

所述棱柱网格为三棱柱网格，所述三维算法采用DGTD时域不连续迦略金算法求解；

所述多边形网格为三角形网格，所述二维算法采用DGTD时域不连续迦略金算法求解。

5.根据权利要求1至4中任一权利要求所述的时域电磁场计算方法，其特征在于，所述二维处理，如果网格中存在由同一多面体拉伸而成的多层棱柱网格，且所述各层棱柱网格都属于二维区域，则将该多层网格简化为单层网格。

6.一种时域电磁场计算装置，包括：

设置网格模块：根据待求结构生成三维棱柱网格及二维多边形网格，其中多边形网格是棱柱网格的直截面，与棱柱网格一一对应，每层棱柱网格对应一层多边形网格；

设置基函数模块：根据棱柱网格和多边形网格分别设置棱柱网格的基函数和多边形网格的基函数，使多边形网格的各个基函数等于对应棱柱网格择一底面的各个基函数；

时间迭代模块：按时间步迭代求解；

判断模块：判断每个待求网格属于三维区域或二维区域；

计算模块一：对三维区域中的每个网格采用三维处理，对二维区域中的每个网格采用二维处理；

计算模块二：对所有网格，采用统一处理。

7.根据权利要求6所述的时域电磁场计算装置，其特征在于，

所述计算模块一中的三维处理是对待求网格采用三棱柱网格时域有限元方法进行矩阵填充；所述计算模块一中的二维处理是对待求网格对应的三角形网格采用三角形时域有限元方法进行矩阵填充；

所述计算模块二中的统一处理是将三维处理产生的矩阵和二维处理产生的矩阵联立成统一矩阵统一求解。