二维亚网格TE波FDTD代码

以下是一个简单的二维亚网格TE波FDTD代码的示例：

import numpy as np
import matplotlib.pyplot as plt

# 定义常数
c = 3e8  # 光速
dx = 1e-3  # 空间步长
dt = dx / (2 * c)  # 时间步长
t_end = 2e-9  # 模拟结束时间
freq = 10e9  # 输入脉冲频率

# 定义计算区域大小
size_x = 200  # x方向长度
size_y = 200  # y方向长度

# 定义亚网格参数
m = 2
n = 2

# 定义计算区域中心
center_x = size_x / 2
center_y = size_y / 2

# 定义输入脉冲
def gaussian_pulse(t, freq):
    return np.exp(-0.5 * ((t - 1 / freq * 5) / (1 / freq * 0.5)) ** 2) * np.cos(2 * np.pi * freq * t)

# 初始化电场和磁场
ez = np.zeros((size_x, size_y))
hx = np.zeros((size_x, size_y))
hy = np.zeros((size_x, size_y))

# 开始FDTD模拟
for t in np.arange(0, t_end, dt):
    # 更新磁场
    for i in range(size_x - 1):
        for j in range(size_y - 1):
            hx[i, j] -= (ez[i, j+1] - ez[i, j]) / (n * dx)
            hy[i, j] += (ez[i+1, j] - ez[i, j]) / (m * dx)

    # 更新电场
    for i in range(1, size_x - 1):
        for j in range(1, size_y - 1):
            ez[i, j] += (hy[i, j] - hy[i-1, j]) / (n * dx) - (hx[i, j] - hx[i, j-1]) / (m * dx)

    # 在计算区域中心加入高斯脉冲
    ez[int(center_x), int(center_y)] += gaussian_pulse(t, freq)

# 绘图
plt.imshow(ez, cmap="jet", origin="lower")
plt.colorbar()
plt.show()

该代码使用了numpy和matplotlib库，其中定义了常数、计算区域大小、亚网格参数、输入脉冲和初始电场和磁场。在模拟过程中，先更新磁场，再更新电场，并在计算区域中心加入高斯脉冲。最后，使用matplotlib库将结果进行可视化。