FDTD边界条件之周期性边界条件

周期性边界条件Periodic boundary conditions

在研究周期性系统时，周期性边界条件允许您仅通过模拟一个单位单元来计算整个系统的响应。 周期性边界条件在您的仿真中相对简单易用：只需将仿真范围设置为一个单位像元宽，然后为该边界选择“周期性边界条件”即可。当模拟运行时，周期性边界条件只是复制出现在模拟一侧的电磁场，并将它们注入到另一侧。
最重要的细节是，当使用周期性边界条件时，系统中的一切都必须是周期性的: 包括物理结构和电磁场。 一个常见的误差来源是使用周期边界条件在系统的结构是周期的，但电磁场不是。
如：（1）平面波以一定角度传播，对周期结构进行照明。 在这种情况下，场不会是周期性的，因为设备的每个周期之间都会有相位差。 用布洛赫边界条件代替。（2）周期结构是由一个单一的偶极子源激发的，如在有机发光二极管模拟。 在这种情况下，系统不是周期性的，因为只有一个偶极子，而不是每个周期有一个偶极子。
技巧：
（1）周期性BC最常与平面波源一起使用。
（2）如果平面波源以一定角度注入，则场将不是周期性的（每个周期之间存在相位差）。 取而代之的是使用Bloch BC获得单频结果，或者使用BFAST获得宽带结果。
（3）对于既具有周期性又具有对称性的系统，请在两个边界上选择对称性（或反对称性）。 这样一来，您只能模拟一个单元格的1/2。
（4）为了获得最佳性能，应在CAD中绘制足够的结构，以使其延伸通过边界条件区域（以浅蓝色绘制的一个网格单元厚边界区域。）这可确保在边界条件区域中正确定义材料属性。