突破精度瓶颈：突变介质区域FDTD算法的深度研究与优化

一、引言

1.1研究背景与意义

在现代科学与工程领域，电磁场数值模拟扮演着举足轻重的角色，其广泛应用于无线通信、雷达探测、电子器件设计以及生物医学工程等多个方面。作为计算电磁学中一种重要的数值分析方法，有限差分时域（FDTD）算法自1966年由K.S.Yee提出后，凭借其计算简单、易于实现、能处理复杂几何结构和非均匀材料，以及可同时计算多个频率范围等显著优势，在电磁场数值模拟领域得到了极为广泛的应用。该算法的核心在于将随时间变化的Maxwell旋度方程转化为离散差分形式，把连续的空间划分成有限的网格，通过在每个时间步长和空