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文档简介

高阶FDTD方法及其在散射问题中的应用的任务书任务书课程名称：电磁场数值计算课程类型：理论与实验类授课教师：XXX课程学分：3学分课程简介：该课程介绍了FDTD方法及其高阶扩展，以及其在散射问题中的应用。在理论讲解的基础上，学生需要掌握FDTD算法的实现、并能够运用该方法对实际散射问题进行模拟与分析。教学目标：1.了解FDTD方法的理论基础和基本算法。2.掌握FDTD方法的高阶扩展算法。3.能够根据具体问题选取合适的FDTD算法，并进行实际问题的数值模拟。4.熟悉散射问题的基本概念和数值模拟方法。5.能够应用FDTD方法对散射问题进行数值模拟和分析。预备知识：1.基本的电磁场理论知识（如麦克斯韦方程等）。2.离散化方法（如差分、有限元等）。3.基本的编程技能（如MATLAB等）。4.基本的微积分、线性代数等数学基础。教学内容及安排：第一部分：FDTD方法基础1.1FDTD算法的基本思想和步骤。1.2空间和时间离散化方法。1.3基于网格的边界条件（如Mur边界条件）。1.4局部时域卷积（PML）吸收边界条件。1.5基于四叶草方格的FDTD方法。1.6基于有限元法的FDTD方法。第二部分：FDTD方法高阶扩展2.1二阶和三阶精度的FDTD算法。2.2基于分数阶差分方法的FDTD算法。2.3基于泰勒级数展开的FDTD算法。第三部分：散射问题3.1散射问题的基本概念。3.2时谐散射问题的模拟和分析。3.3多频散射问题的模拟和分析。3.4散射问题中的高阶FDTD算法应用。第四部分：课程设计4.1根据具体问题设计并实现基于FDTD算法的数值模拟程序。4.2分析并讨论数值模拟结果。教学方法：授课、讨论、编程实践、课程设计考核要求：1.平时成绩：30%2.期中作业：20%3.期末考试：30%4.课程设计：20%参考教材：1.AllenTaflove,SusanC.Hagness,ComputationalElectrodynamics:TheFinite-DifferenceTime-DomainMethod,ThirdEdition,ArtechHouse,2005.2.WuhanZhang,etal.,FractionalFDTDMethods:TheoryandApplications,Springer,2016.3.JinAuKo

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