基于FDTD的微波热模型分析-电磁场与微波技术专业论文.docx

摘要本论文题目来源予国家自然科学基会项目“半导体特性FDTD全域建模”中的热模型分析。文中的主要工作是分析微波作用于材料时的加热效应并建立应用FDTD方法进行分析的电磁一热模型。据此,模拟了一些具体的微波加热实例,并与实验结果进行了比对。首先,本文简单介绍了建立电磁模型中所需采用的时域有限差分Yee算法的差分方程、稳定性条件、边界条件、激励波源设置等的基本原理和一些用于加速FDTD算法的改进方法。其中,详述了多时间步长(MTS)方法和频率相关时域有限差分((FD)2TD)方法。接着,文中提出了微波加热情况下的电磁一热模型,详细分析了传导和辐射传热模型及热模型边界条件的设置,并和电磁模型整合为分析整个微波加热过程的新模型——电磁一熟模型。最后,文中给出了采用上述方案分析微波炉加热胶体材料和均匀平面波垂直入射空气一媒质交界面热模型的实例。给出了初始温度随时间分布,辐射加热,微波加热,混合加热,采用(FD)2TD方法等情况下的数值模拟结果,并与原始实验结果进行了比对。验证了所提出电磁一热模型的可行性和可靠性。指出了存在的问题,以期在后续工作中加以解决。关键词:时域有限差分 微波加热 热模型 多时间步长AbstractThetopicofthispaperoriginatesfromtheresearch‘‘SemiconductorPropertyFDTDModelinginMacrocosm”,——,thedifferenceequation,numericalstabilitycondition,boundarycondition,powersourcessettingsandsomeimprovedspeeduptechniquesoftheFinite··differenceTime··putationalmethodwereintroducedbrienyinwhichwiththeMulti-TimeStepmethodandtheFrequency—dependentFinite-differenceTime—domain((FD)2TD),AnEM—Thermmodelformicrowave--Thermmodel,whichisusedtoanalyzethemicrowave—,ApplicationexamplesusingthemodelabovetoanalyzetheheatingofGelmaterialinmicrowaveovenanduniformplanewavenormallyincidentonair-,radiationheating,microwaveheating,hybridheatingandusingthefFD)-:Finite-differenceTime-domain(FDTD)Microwave-heatingThermalModel Multi-TimeStepYs035sl声明创新性声明本人声明所呈交的论文是我个人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。,论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果:也不包含为获得西安电子科技大学或其它教