Сайт Александра Зеленина

Описание программы FDTDpro - Общие положения

Описание программы FDTDpro

Общие положения

Программа FDTDpro работает в среде Windows '98 и выше.

Важно понимать принцип задания электрофизических свойств, применяемый в программе. Электрофизические свойства, присвоенные некоторой ячейке, относятся ко всем граням и ребрам ВСЕГО куба ячейки Yee, а не только к векторам у начала ячейки. То есть, электрофизические свойства, заданные в ячейке (I,J,K) задаются не только для векторов Ey(I,J,K), Ey(I,J,K), Ez(I,J,K), но и для Eх(I,J+1,K), Ex(I,J,K+1), Ex(I,J+1,K+1), Ey(I+1,J,K), Ey(I,J,K+1), Ey(I+1,J,K+1), Ez(I+1,J,K), Ez(I,J+1,K), Ez(I+1,J+1,K) - т.е. для ВСЕХ векторов объемной ячейки. В то же время все эти вектора соседствуют с другими ячейками - каждый вектор Е принадлежит четырем ячейкам. Электрофизические свойства конкретных векторов усредняются по свойствам всех окружающих его ячеек. Это относится к проводимости, диэлектрической проницаемости, плотности, времени релаксации и т.д.

Таким образом, можно сказать, что при задании объекта применяется "кубический" принцип присваивания электрофизических свойств, а при работе с таким объектом необходимо помнить об этом. Графический редактор отображает объект именно таким образом - кубиками (параллелепипедами).

Программа может максимально адресовать 2 ГБ оперативной памяти (ограничение операционной системы), поэтому размер счетного объема может максимально достигать 75 млн. ячеек с граничными условиями Мура (Mur) и 60 млн. ячеек с восьмью слоями PML. При использовании полярных диэлектриков, вычислении дальнего поля и диаграмм направленности допустимое количество ячеек снижается.

Виртуальную память программа не использует, поэтому при нехватке оперативной памяти запуск вычислений не происходит и выдается сообщение о нехватке памяти.

Основные характеристики программы:

Операционная система	Win’98 и старше
Тип приложения	Приложение Win32
Организация вычислений	Выделение отдельного потока с обычным приоритетом. Управление потоком кнопками Пуск, Стоп, Пауза.
Распараллеливание задачи	Нет
Алгоритм	Классический, явная схема Yee
Граничные условия	- PML с любым количеством слоев - Условия Мура 1-го порядка - Условия симметрии по Е и Н *^) - Условия идеальных проводников (PEC) ^)* - Условия RT- ABC и 1/R.^**)
Внешнее поле	Плоская волна
Режим задания внешнего поля	- Поле по всему объему, вектор Е вертикальный, меняется угол падения от -90 до +90 *^)** - TF-SF – деление вычислительного объема на полное-рассеянное поле, вектор E вертикальный или горизонтальный, направление падения волны – произвольное.
Форма задаваемого сигнала	- Синусоида - Радиоимпульс - Гауссов импульс - Гауссов радиоимпульс - Двухэкспоненциальный импульс - Двухэкспоненциальный радиоимпульс - Произв. гауссова импульса - Sin(X)/X - Из файла, задаваемого пользователем
Вычисление дальнего поля (NF-FF)	- В отдельных точках - В виде диаграмм направленности.
Сосредоточенные элементы	- Резистивные источники напряжения - Резисторы - Конденсаторы - Индуктивности - Разрядники
Применяемые материалы	- Магнитные линейные - Электрические линейные - Полярные диэлектрики Дебая (Debye)
Количество материалов	254
Вывод результатов счета по отдельным ячейкам	- Поля Е, Н - Напряжения - Токи - Плотности токов - Поглощенная мощность - Дальнее поле (E и H)
Вывод результатов SAR	- Поглощенная мощность слоя (материала) - Максимальное значение SAR слоя - Среднее значение SAR слоя - Поглощенная максимальная мощность слоя - Поглощенная энергия слоя - SAR, усредненное по 1 г материала - Диаграммы направленности
Визуализация процесса вычислений	- Просмотр и сохранение серии картинок распределения полей, токов в логарифмическом и линейном масштабе - Просмотр графиков в процессе вычислений - Оценка оставшегося времени вычислений, индикация прогресса
Редактор объекта	- Рисование линий и точек выбранным материалом - Клонирование выделенной области - Заливка - Поворот объекта - Перемещение объекта - Создание фигуры вращения из выделенного участка - Сохранение объекта - Импорт объектов 3DFace и Line из файлов AutoCAD.dxf с выбором масштаба и с сохранением разбивки по слоям. - Установка точек вывода, сосредоточенных элементов - Сохранение внешнего вида объекта в выбранном ракурсе
Сохранение и загрузка	Проект сохраняется в файл и загружается из файла
Окно графиков	- Сохранение и загрузка графиков - Арифметические операции с графиками - Преобразования графиков (Фурье, интегрирование, дифференцирование, логарифмирование, свертка и т.п.) - Вычисление энергии, среднеквадратического значения, среднего - Печать, копирование и сохранение картинок в формате bmp, wmf - Вычисление комплексного частотнозависимого сопротивления по току и напряжению
Вспомогательные функции	- Калькулятор длин волн - Удвоение объема
Способ сохранения результатов	В директории проекта создается папка, в которую помещаются все результаты
Интеграция с ОС	DDE сервер для автоматической загрузки проектов и файлов графиков

Примечания:

^*) не применяется при вычислении дальнего поля.

^**) может быть удалено из программы ввиду наличия более эффективных средств и поэтому не рекомендуется к применению.

файл:/zfdtd/fdtdpro/pro001.htm