请写出三维有限时域差分的matlab代码
时间: 2023-10-07 10:13:30 浏览: 119
以下是一个简单的三维有限时域差分法的 MATLAB 代码示例:
```matlab
% 定义计算参数
dx = 0.01; % 空间分辨率
dt = dx / c0; % 时间分辨率,c0为光速常数
N = 100; % 空间步长
T = 1000; % 时间步长
% 定义空间和时间网格
Ex = zeros(N, N, N); % 电场x分量
Ey = zeros(N, N, N); % 电场y分量
Ez = zeros(N, N, N); % 电场z分量
Hx = zeros(N, N, N); % 磁场x分量
Hy = zeros(N, N, N); % 磁场y分量
Hz = zeros(N, N, N); % 磁场z分量
% 定义电磁波源函数
source = zeros(T, 1);
source(1) = 1;
% 迭代计算电磁场变化
for t = 1:T
% 更新电场
Ex(2:N-1, 2:N-1, 2:N-1) = Ex(2:N-1, 2:N-1, 2:N-1) + dt / eps0 / dx * (Hz(2:N-1, 2:N-1, 2:N-1) - Hz(2:N-1, 1:N-2, 2:N-1) - Hy(2:N-1, 2:N-1, 2:N-1) + Hy(2:N-1, 2:N-1, 1:N-2));
Ey(2:N-1, 2:N-1, 2:N-1) = Ey(2:N-1, 2:N-1, 2:N-1) + dt / eps0 / dx * (Hx(2:N-1, 2:N-1, 2:N-1) - Hx(2:N-1, 2:N-1, 1:N-2) - Hz(2:N-1, 2:N-1, 2:N-1) + Hz(1:N-2, 2:N-1, 2:N-1));
Ez(2:N-1, 2:N-1, 2:N-1) = Ez(2:N-1, 2:N-1, 2:N-1) + dt / eps0 / dx * (Hy(2:N-1, 2:N-1, 2:N-1) - Hy(1:N-2, 2:N-1, 2:N-1) - Hx(2:N-1, 2:N-1, 2:N-1) + Hx(2:N-1, 1:N-2, 2:N-1));
% 更新磁场
Hx(2:N-1, 2:N-1, 2:N-1) = Hx(2:N-1, 2:N-1, 2:N-1) - dt / mu0 / dx * (Ez(2:N-1, 2:N-1, 2:N-1) - Ez(2:N-1, 1:N-2, 2:N-1) - Ey(2:N-1, 2:N-1, 2:N-1) + Ey(2:N-1, 2:N-1, 1:N-2));
Hy(2:N-1, 2:N-1, 2:N-1) = Hy(2:N-1, 2:N-1, 2:N-1) - dt / mu0 / dx * (Ex(2:N-1, 2:N-1, 2:N-1) - Ex(2:N-1, 2:N-1, 1:N-2) - Ez(2:N-1, 2:N-1, 2:N-1) + Ez(1:N-2, 2:N-1, 2:N-1));
Hz(2:N-1, 2:N-1, 2:N-1) = Hz(2:N-1, 2:N-1, 2:N-1) - dt / mu0 / dx * (Ey(2:N-1, 2:N-1, 2:N-1) - Ey(1:N-2, 2:N-1, 2:N-1) - Ex(2:N-1, 2:N-1, 2:N-1) + Ex(2:N-1, 1:N-2, 2:N-1));
% 添加源函数
Ex(N/2, N/2, N/2) = Ex(N/2, N/2, N/2) + source(t);
% 绘制电磁波传播动画
slice(Ex, [], [], N/2);
shading interp;
axis equal;
axis tight;
drawnow;
end
```
该代码实现了一个简单的三维电磁波传播动画。在每个时间步长中,通过更新电磁场和磁场的分量,可以计算出电磁场在空间和时间上的变化情况。同时,添加源函数可以模拟电磁波的发射和接收过程。
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