Boundary Conditions
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附录4 词汇表
二 画
二项式阵(Binominal array)
八木天线(Yagi-Uda antenna) 力(Forces) 电磁力(electromagnetic Forces)
静电力(electrostatic Forces)
磁力(magnetic Forces)
入射(Incidence) 入射面(plane of Incidence)
入射角(angle of Incidence) 三 画
口径天线(Aperture antennas)
叉积(Cross product) 三重积(Triple product)
标量积(scalar product)
矢量积(vector product) 四 画
天线(Antennas) 线性振子天线(Linear dipole Antenna)
接收天线(receiving Antenna)
行波天线(traveling-wave Antenna)
八木天线(Yagi-Uda Antenna)
宽频带天线(broadband Antenna) 等角螺旋天线(equiangular spiral Antenna)
非频变天线(frequency-independent Antenna)
对数螺旋天线(logarithmic spiral Antenna)
对数周期天线(log-periodic Antenna)
口径天线(aperture Antenna) 天线方向图(Antenna pattern or Radiation pattern)
天线阵(Antenna array)
两元天线阵(two-element antenna array)
边射天线阵(broadside antenna array)
端射天线阵(endfire antenna array) 均匀直线天线阵(uniform linear antenna array)
FDTD边界条件
介绍
FDTD(Finite-Difference Time-Domain)是一种求解时域电磁问题的数值仿真方法。在FDTD方法中,边界条件的处理十分重要,其对仿真结果和计算精度有着直接影响。本文将探讨FDTD边界条件的不同类型、原理以及应用。
一、边界条件的作用
边界条件在数值仿真中是非常关键的,它模拟了物理领域内的边界行为。在FDTD方法中,合适的边界条件可以使电磁波在仿真空间内自由传播,减少反射和影响,提高仿真的准确性和稳定性。因此,边界条件的选择和设计是进行FDTD仿真的重要一环。
二、FDTD边界条件分类
根据FDTD方法的不同发展和应用,边界条件可以分为吸收边界条件(ABC,Absorbing Boundary Condition)和非反射边界条件(PML,Perfectly Matched
Layer)。下面将对这两种边界条件进行详细介绍。
1. 吸收边界条件(ABC)
吸收边界条件旨在消除电磁波从计算区域反射回来的影响,使得计算区域内的电磁波在仿真过程中逐渐衰减并最终消失。常见的吸收边界条件有:
1.1 第一类Mur边界条件
第一类Mur边界条件是FDTD中最早提出的一种吸收边界条件,其基本原理是通过改变仿真区域内Accuracy的系数,使得边界处的电磁波消散到仿真区域外。该边界条件的特点是简单易实现,但在一些场景下可能会产生较大的数值反射。 1.2 第二类Mur边界条件
第二类Mur边界条件通过在仿真区域内增加一层增益层来减少反射,改善第一类Mur边界条件的不足。该边界条件的特点是相对于第一类Mur边界条件,其增加了计算复杂度,但能够有效抑制反射。
1.3 PML边界条件
PML边界条件是一种效果更加优越的吸收边界条件。PML边界条件通过引入复杂的嵌套介质结构,在仿真区域内产生消散性能损耗,从而减少电磁波的反射。相比于Mur边界条件,PML边界条件能够更好地消除反射和影响,提高仿真的准确性和稳定性。但是,PML边界条件的计算复杂度相对较高。
mike21水位流量边界条件
水位流量边界条件是指在水文模型中确定的限制条件,用于描述水位和流量的变化范围。针对mike21水文模型,常见的边界条件有以下几种:
1. 固定水位边界条件(Fixed Water Level Boundary Condition):指定特定位置的水位不变,模拟期间维持恒定的水位值。
2. 恒定径流边界条件(Constant Discharge Boundary Condition):指定特定位置的水流速度(径流)不变,模拟期间维持恒定的流量值。
3. 径流流量边界条件(Discharge Boundary Condition):指定特定位置的水流速度(径流)随时间变化,可以通过提供时序的流量数据来模拟实际情况。
4. 水位流量关系边界条件(Water Level-Discharge Relationship
Boundary Condition):指定特定位置的水位和流量之间的关系模型,通常使用曲线描述。
这些边界条件的选择取决于具体的水文模型分析需求和研究对象,可以根据实际情况来确定。
Example on using commercial software
“ICEM CFD 5.1”
Flow around a circular cylinder
Y
Two Dimensional problems
Flow around a circular cylinder
Problem Description
Air flows across a cylinder with the uniform velocity in the wind tunnel. The length of the wind tunnel
(fluid domain) has 25m long and 10 m height. The diameter of cylinder is 1m.
Assumption and Boundary Conditions:
1. 2 dimensional problems
2. Steady state condition
3. The uniform flow velocity
4. No Heat transfer
5. Neglect the gravitational force
6. Constant air density
Pre-processing stage
In this stage, we implement the “ICEM CFD” to perform the pre-processing work. The basic steps as
follow:
1. Establish geometry model
2. Block the parts
3. Generation the O grid
4. Mesh the model and check quality of mesh
5. Extrude the mesh
6. Reset the BC’s (boundary conditions)