各種高精度FDTD法の数値分散特性及び安定条件の比較検討

千藤 雄樹  田口 健治  工藤 祥典  柏 達也  大谷 忠生  

誌名
電子情報通信学会論文誌 C   Vol.J85-C   No.12   pp.1159-1167
公開日: 2002/12/01
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DOI: 
Print ISSN: 1345-2827
論文種別: 論文
専門分野: 電磁界理論
キーワード: 
光速度補正FDTD法,  FDTD(2,4)法,  Non-standard FDTD法,  数値分散,  安定条件,  

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あらまし: 
FDTD法における位相誤差を縮小するために種々の高精度FDTD法が考案されている.それゆえ,実際の解析での適切な使い分けのためには各手法の特性を比較検討することが重要である.本論文では,高精度FDTD法である光速度補正FDTD法,FDTD(2,4)法,差分係数補正FDTD(2,4)法,Non-standard FDTD(NS-FDTD)法,及びFDTD(2,4)法を改良した新手法として提案する光速度補正FDTD(2,4)法を取り上げ,それらの数値分散特性及び安定条件について比較検討した.統一的比較のために,NS-FDTD法における帯域特性を示し得る数値分散式を新たに導出した.また,光速度補正FDTD法及び光速度補正FDTD(2,4)法における3次元数値分散式及び安定条件を新たに示した.その結果,狭帯域での簡便な解析には光速度補正FDTD法,広帯域な解析にはFDTD(2,4)法,狭帯域での高精度な解析にはNS-FDTD法がそれぞれ適することを明らかにした.