Р.Ю. Бородулин, Н.О. Лукъянов

Военная академия связи им. Маршала Советского Союза С.М. Буденного (Санкт-Петербург, Россия)

Постановка проблемы. Точность и сходимость расчетов при решении задач электродинамики методом конечных разностей во временной области (КРВО) существенно зависит от корректности выбора параметров и постановки поглощающих граничных условий (ПГУ) Мура и Беранже. Считается, что использование ПГУ Мура при поглощении сферических волн менее эффективно, чем ПГУ Беранже, хотя они не требуют введения дополнительных параметров − так называемых «полей Беранже», что упрощает реализацию программного кода и позволяет экономить оперативную память компьютера. Однако эффективность работы ПГУ Мура зависит от толщины их слоев. С одной стороны, увеличение толщины слоев ПГУ повышает точность расчетов, а с другой − увеличивает размеры расчетной области, а следовательно, и оперативной памяти. Поэтому выбор критерия оценки эффективности ПГУ для определения их оптимальной толщины является актуальной задачей. 

Цель. Определить новые критерии, позволяющие использовать ПГУ Мура первого порядка точности для решения задач электродинамики методом КРВО так же эффективно, как и ПГУ Беранже, но при этом существенно экономить ресурсы компьютера. Результат. Получены выражения для ПГУ Мура первого порядка точности с учетом взаимодействия всех составляющих электромагнитного поля внутри одной ячейки КРВО. Представлены расчеты коэффициента отражения – критерия оценки эффективности работы ПГУ.

Практическая значимость. Проведенные расчеты позволяют автоматизировать выбор параметров ПГУ Мура первого порядка точности для их устойчивой работы при решении задач электродинамики методом КРВО.

Бородулин Р.Ю., Лукъянов Н.О. Постановка поглощающих граничных условий Мура первого порядка точности для решения задач электродинамики методом конечных разностей во временной области // Радиотехника. 2021. Т. 85. № 8. С. 57−68.  DOI: https://doi.org/10.18127/j00338486-202108-07

1. www.ansoft.com – сайт компании Ansoft-ANSYS – разработчика программы HFSS.
2. www.microwavestudio.com – сайт компании - разработчика программы Microwave Studio CST.
3. www.remcom.com - сайт компании - разработчика программы XFDTD.
4. Бородулин Р.Ю. Численные методы электродинамики. СПб: ВАС. 2016. 180 с.
5. Mur G. Absorbing boundary conditions for the finite-difference approximation of the time-domain electromagnetic field equations // Electromagnetic Compatibility. IEEE Transactions on: journal. 1981. V. 23. P. 377–382.
6. Лукъянов Н.О. Методика и расчет поля в ближней зоне излучателя, размещенного на крыше железнодорожного вагона // Сб. трудов НТК Молодых ученых № 4. М.: ВКО «Алмаз-Антей». 2013. С. 167−180.
7. Сосунов Б. В., Бородулин Р.Ю., Лукъянов Н.О. Характеристика направленности излучателя, установленного на крыше железнодорожного вагона // Сб. трудов III Междунар. науч.-тех. и науч.-методич. конф. «Актуальные проблемы инфокоммуникаций в науке и образовании». СПб: СПбГУТ. 2014. С. 169−174.
8. Николаев В.И., Сосунов Б. В., Бородулин Р.Ю., Лукъянов Н.О. Решение задачи дифракции на объекте сложной геометрической формы // Теория и техника радиосвязи. 2014. № 4. С. 40−45.