电磁仿真初探：使用免费C++编写的有限差分时域(FDTD)软件详解与实践

一、简介

有限差分时域方法（FDTD）是一种广泛使用的电磁仿真方法，主要用于求解时变电磁场问题。由于它基于时间离散和空间离散的思想，因此特别适合于处理开放边界或无限空间的问题。在本文中，我们将详细介绍这种方法，并展示如何使用C++编写一个简单的FDTD仿真工具。

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二、有限差分时域(FDTD)基础

FDTD是一种数值分析方法，用于解决偏微分方程，尤其是麦克斯韦方程。这个方法通过在离散的时间和空间网格上计算电磁场值，从而模拟电磁波在材料中的传播。

2.1 Yee网格

FDTD方法的核心是Yee网格，它是一种特殊的空间离散网格，其中电场和磁场在空间和时间上都是离散的。

// 定义一个简单的Yee网格结构
struct YeeGrid {
   
    
    
    double ***Ex, **