🌊 Симулятор ЕМ-хвиль — 2D FDTD

Ротаційні рівняння Максвелла розв'язуються на 2D решітці Йї методом скінченних різниць у часовій області (FDTD). Режим TM_z еволюціонує E_z, H_x, H_y покроково. Натисніть на полотно, щоб намалювати відбивачі; використовуйте шаблони для інтерференції та дифракції.

Джерело

Частота 0.05 Амплітуда 1.0 Тип джерела

Інструмент малювання

Розмір пензля 3

Шаблони

Відображення

Діапазон поля 0.5 Швидкість 3×

Симуляція

Крок0

CFL—

Що демонструє симулятор

Метод FDTD (Йї, 1966) розв'язує ротаційні рівняння Максвелла на зміщеній просторовій сітці з покроковою схемою інтегрування. У режимі TM_z задіяні поля E_z, H_x та H_y. Умова стійкості (Куранта–Фрідріхса–Леві) вимагає c·Δt / Δx ≤ 1/√2. Поглинаючі граничні умови запобігають штучним відбиттям на краях. Малювання клітин як ідеальних електричних провідників (ІЕП) дозволяє створювати хвилеводи, резонатори, щілини та лінзи.

Як користуватись

Точкове джерело: поодинокий осцилюючий диполь у центрі сітки
Плоска хвиля: когерентна хвиля, що вводиться з лівого краю
Натискайте/перетягуйте полотно, щоб намалювати відбивачі; перемкніться в режим «Стерти» для видалення
Використовуйте Шаблони для миттєвого налаштування одиночної щілини, подвійної щілини, дзеркала та лінзи
Збільшуйте Частоту, щоб побачити коротші довжини хвиль та чіткішу дифракцію

Чи знаєте ви?

FDTD застосовується в реальній інженерії для проектування антен, фотонних кристалів та інтегральних схем на оптичних частотах. Той самий алгоритм Йї, що працює тут на 120×90 клітинах, масштабується до мільярдних 3D-сіток на суперкомп'ютерах для симуляції дифракції радарних хвиль навколо літаків або поширення світла у нанофотонних чіпах.