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セルサイズと計算精度の関係(斜め面)

EEM-FDMのセルはXYZ軸方向に平行であるために、軸に対して斜めの面は階段状に 分割され、計算精度が低下します。
以下、断面1λX1λ、高さ2λの直方体の完全導体に横から垂直偏波の平面波が 入射するモデルを考えます。
図1は、直方体の側面がXY軸と平行なとき、セルサイズをλ/10,λ/20,λ/30と変えて 散乱パターンを計算したものです。 図から、λ/10でも計算誤差が小さいことがわかります。
図2は、直方体の側面がXY軸に対して45度傾いたとき、セルサイズをλ/10,λ/20,λ/30と変えて 散乱パターンを計算したものです。 図から、λ/10のときの計算誤差は大きく、λ/20以下にすると計算誤差が小さくなることが わかります。
以上から、斜め面のときは、平行面のときと同じ計算精度を得るには、 セルサイズをおよそ半分にする必要があることがわかります。
図3、図4はそれぞれ図1、図2のときの電界分布です。
◆入力データ: 図3図4 (右クリック+保存)


図1 散乱パターンとセルサイズの関係(面が軸と平行なとき、Z面パターン)
黒:Δ=λ/10 :Δ=λ/20 :Δ=λ/30

図2 散乱パターンとセルサイズの関係(面が軸に対して斜めのとき、Z面パターン)
黒:Δ=λ/10 :Δ=λ/20 :Δ=λ/30

図3 図1のΔ=λ/30のときの電界分布(Z=0面)

図4 図2のΔ=λ/30のときの電界分布(Z=0面)