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做电磁仿真时发现的几个问题

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1.对于静场的边值问题,如果直接采用有限差分法,就会出现一个巨大的线性方程组。如果希望在不使用线性代数的方法下求解这个问题,可以使用如下的一种技术。
考虑到拉普拉斯方程的有限差分格式,满足每个点都是周遭四点的均值,而边值固定 因此可以在数列意义下得出如下迭代:对非边值部分每次取周遭四点均值进行迭代,通过简单的分析,这个迭代是可以收敛的。
然后我们引入了驰豫因子,原本的次态值进行加权评价而后迭代。
然而我在之前的仿真中意识到这样一个问题:如果我们参考时谐场的仿真,可以使用正常的初值而后不断递推,最终可以得到稳态场。
在静场中没有时间极值,但是我们可以类比。由于二阶导可能带来迭代结果的波动性,我们不引入时间的二阶导,而是引入一阶导,构成热方程。
热方程的收敛性是显然的。而且从时谐场的二阶 到静场的与时间无关,构造出这样一个一阶的过程也是很自然的。


IP属地:江苏来自Android客户端1楼2023-11-09 00:17回复
    于是这就给楼主带来了如下的疑问。
    第一:根据相对论,任何信息的传输都是有限的。特别的,对于电磁场的方程,波速即是光速。但是对于静场问题,似乎就是在这里摆上这个电荷后 整个电场就全空间的一步到位,这显然是不可能的。
    而热方程的引入似乎缓和了这个矛盾,尽管全空间的电场在这样的仿真中不是一步到位,但是也存在一种瞬态过程,是不是跟接近实际的电场变化情况?


    IP属地:江苏来自Android客户端2楼2023-11-09 00:20
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      第二:在两种仿真的思路下,笔者在优化c++的代码实现时,发现:驰豫因子在实现后具有和热方程等价的形式 只是具体参数间存在一定的关系,但是递推的结构本身不变


      IP属地:江苏来自Android客户端3楼2023-11-09 00:21
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        第三就是:热方程到底忽略了什么使得波速无限大,数值仿真时由于初始的零状态,和用当前的拉普拉斯赋值给时域导数,这就造成了本来无限大波速的热波速度锐减,这样是否会造成一些问题?比如,在经典的电磁波仿真中,有一个科朗特线性,就是空间步长过大,而时间步长过小时会造成发散,那么热方程会有这个问题吗


        IP属地:江苏来自Android客户端4楼2023-11-09 00:23
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          @斯普林格拉斯


          IP属地:江苏来自Android客户端5楼2023-11-09 00:25
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