[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

摘要

本发明提供了一种求解复杂时域电磁问题的快速多尺度计算方法，属于时域电磁场求解领域。本方法将复杂的多尺度电磁问题分离成两个部分：宏观尺度与微观尺度。通过在局部微观尺度进行求解得到多尺度基函数，并将其带入宏观尺度进行求解，即可得到较为精确地电磁场。本发明在求解复杂时域电磁问题时效率较高，实现了尺度分离，可以在宏观尺度上得到较为精确的解，易于实现并行，是一种具有良好稳定性的多尺度电磁问题数值计算方法。

主权项

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。