FDTD

時域有限差分法 (FDTD, Finite-Difference Time-Domain)是1966年K.S.Yee發表在AP上的一篇論文建立起來的，後被稱為Yee格線空間離散方式。核心思想是把帶時間變數的Maxwell旋度方程轉化為差分形式，模擬出電子脈衝和理想導體作用的時域回響。號稱計算電磁學界最受關注，最時髦的算法，但還在發展完善之中。國內外已有多種基於FDTD算法的電磁場計算的軟體:XFDTD，以及共形FDTD（Conformal FDTD）算法的三維電磁設計與仿真軟體QWED QuickWave，和可以編程的MATLAB等等。

關鍵的三大要素：差分格式、解的穩定性、吸收邊界條件。

FDTD的特點：廣泛的套用性、節約運算和存儲空間、適合併行計算、計算程式的通用性、簡單直觀容易掌握。

基本介紹

• 中文名：時域有限差分法
• 外文名：Finite-Difference Time-Domain

時域有限差分方法（Finite Difference Time Domain），簡稱FDTD。

通常情況下，FDTD方法是把 Maxwell 方程式在時間和空間領域上進行差分化。利用蛙跳式(Leap frog algorithm)--空間領域內的電場和磁場進行交替計算，通過時間領域上更新來模仿電磁場的變化，達到數值計算的目的。用該方法分析問題的時候要考慮研究對象的幾何參數，材料參數，計算精度，計算複雜度，計算穩定性等多方面的問題。其優點是能夠直接模擬場的分布，精度比較高，是使用比較多的數值模擬的方法之一。

在光學領域內，FDTD法經常使用。如在光隔離器中的3D FDTD法即是用以上方法計算隔離度的一種有效方法。

在射頻領域，如微波毫米波，共形FDTD方法在計算精度上更具優勢（如共形天線設計）：

經典的樓梯格線劃分從根本上破壞了物理幾何形狀。 良好的形狀模仿可以通過格線細化來近似，但它會大大增加記憶體占用和模擬時間。

使用先進的共形邊界模型，可以對曲線形狀進行精確，準確的建模，並獲得高精度的模擬結果。基於共形FDTD的算法包括三維電磁設計與仿真的QWED QuickWave，以及可以編程的MATLAB等等。