FDTD(Finite Difference Time Domain)原理是一種用於模擬和分析電磁場分布和時間演變的方法。這種方法的核心思想是將時間和空間進行離散化,從而將連續的麥克斯韋方程轉換為離散的差分方程。
在這種方法中,電磁場被視為在有限的空間和時間中分布的,使用特定的格線劃分方式將空間離散化,並在每個時間步長內對電磁場進行計算。這種方法的關鍵步驟包括將帶時間變數的Maxwell旋度方程轉化為差分形式,利用二階精度的中心差分近似將微分運算轉換為差分運算。這樣,可以在一定體積內和時間上對連續電磁場數據進行抽樣壓縮。
此外,FDTD還涉及到邊界條件的處理,如吸收邊界條件和特殊邊界條件,以確保計算結果的準確性和物理正確性。這種方法可以套用於分析各種電磁問題,如瞬態或穩態電磁場的傳播,以及電磁波在散射體上的相互作用。