Método de submuestreo temporal basado en iteraciones para el algoritmo de dominio temporal de diferencias finitas
Autores: Xu, Penglong; Liu, Jinjie
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2024
Acceso abierto
Artículo científico
2024
Método de submuestreo temporal basado en iteraciones para el algoritmo de dominio temporal de diferencias finitas
Categoría
Matemáticas
Subcategoría
Matemáticas generales
Palabras clave
Técnica de submuestreo de dominio temporal de diferencia finita
Ecuaciones de Maxwell
Estabilidad
Interpolación
Actualización iterativa
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
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Citaciones: Sin citaciones
Se propone una nueva técnica de submuestreo temporal para el método de dominio del tiempo de diferencia finita (FDTD) para resolver las ecuaciones de Maxwell de electrodinámica en el modo bidimensional. Basado en el algoritmo FDTD de submuestreo con una interfaz espacial y temporal separada, nuestro método se centra en la región de submuestreo temporal, ya que es la principal fuente de inestabilidad a largo plazo. A diferencia de otros algoritmos de submuestreo que trabajan en la interpolación entre mallas gruesas y finas, nuestro método estabiliza la solución utilizando ecuaciones de actualización iterativas en la interfaz de malla temporal gruesa-fina. Este nuevo método presenta un enfoque alternativo destinado a mejorar la estabilidad de la técnica de submuestreo sin modificar las fórmulas de interpolación. Estudiamos numéricamente la estabilidad del algoritmo propuesto mediante pruebas de autovalores y realizando simulaciones a largo plazo. Empleamos una relación de refinamiento de 2:1 en nuestro estudio. Nuestros hallazgos indican la estabilidad del algoritmo convencional de submuestreo temporal FDTD con una interpolación de campo magnético (). Sin embargo, cuando se utilizan campos eléctricos ( y ) en la interpolación, ocurre inestabilidad a largo plazo. En contraste, el método propuesto basado en iteraciones con una interpolación de campo eléctrico parece ser estable. Además, empleamos nuestro método como el solucionador del problema directo en la aplicación de imagen de radar a través de la pared (TWR).
Descripción
Se propone una nueva técnica de submuestreo temporal para el método de dominio del tiempo de diferencia finita (FDTD) para resolver las ecuaciones de Maxwell de electrodinámica en el modo bidimensional. Basado en el algoritmo FDTD de submuestreo con una interfaz espacial y temporal separada, nuestro método se centra en la región de submuestreo temporal, ya que es la principal fuente de inestabilidad a largo plazo. A diferencia de otros algoritmos de submuestreo que trabajan en la interpolación entre mallas gruesas y finas, nuestro método estabiliza la solución utilizando ecuaciones de actualización iterativas en la interfaz de malla temporal gruesa-fina. Este nuevo método presenta un enfoque alternativo destinado a mejorar la estabilidad de la técnica de submuestreo sin modificar las fórmulas de interpolación. Estudiamos numéricamente la estabilidad del algoritmo propuesto mediante pruebas de autovalores y realizando simulaciones a largo plazo. Empleamos una relación de refinamiento de 2:1 en nuestro estudio. Nuestros hallazgos indican la estabilidad del algoritmo convencional de submuestreo temporal FDTD con una interpolación de campo magnético (). Sin embargo, cuando se utilizan campos eléctricos ( y ) en la interpolación, ocurre inestabilidad a largo plazo. En contraste, el método propuesto basado en iteraciones con una interpolación de campo eléctrico parece ser estable. Además, empleamos nuestro método como el solucionador del problema directo en la aplicación de imagen de radar a través de la pared (TWR).