FDTD是公眾號(hào)涉及比較多的內(nèi)容，不過(guò)專(zhuān)門(mén)介紹的好像并不多，參考：

三個(gè)開(kāi)源FDTD（點(diǎn)解鏈接查看）

一篇文章入門(mén)計(jì)算電磁學(xué)

一篇文章入門(mén)時(shí)域有限差分方法（FDTD）

一篇文章入門(mén)無(wú)網(wǎng)格方法(1)

因?yàn)镕DTD是一種通用的在時(shí)域計(jì)算電磁波的方法，因而本身從低頻電磁波到高頻電路，以及光學(xué)波段都能算，有較廣的適用范圍。這次主要講講FDTD有哪些缺點(diǎn)。

1.FDTD最大的缺點(diǎn)，可能也是影響FDTD在工程領(lǐng)域大規(guī)模使用的主要原因：計(jì)算資源消耗和收益不成比例

由于需要對(duì)整個(gè)計(jì)算域進(jìn)行空間離散化，且每個(gè)網(wǎng)格點(diǎn)都需要存儲(chǔ)多個(gè)場(chǎng)分量，這導(dǎo)致：

1.三維結(jié)構(gòu)計(jì)算機(jī)對(duì)內(nèi)存需求隨Cell數(shù)的三次方增長(zhǎng)。測(cè)試顯示，即使一個(gè)很小的結(jié)構(gòu)，XYZ方向網(wǎng)格加密一倍，整體網(wǎng)格數(shù)量就會(huì)上升大約一個(gè)數(shù)量級(jí)

2.對(duì)于電大尺寸結(jié)構(gòu)，所需內(nèi)存可能達(dá)到數(shù)十甚至數(shù)百GB

3.精細(xì)結(jié)構(gòu)的模擬要求更密集的網(wǎng)格劃分，增加內(nèi)存消耗。對(duì)于某些復(fù)雜結(jié)構(gòu)，提升1%的精度，網(wǎng)格數(shù)量翻倍是常態(tài)

所以需要研究自適應(yīng)Cell和局部Cell加密策略，加劇了工程復(fù)雜程度，抵消了不劃分網(wǎng)格的優(yōu)勢(shì)。

計(jì)算結(jié)果表明，EDA高頻電路仿真大多數(shù)情況，相同case相同計(jì)算精度下，F(xiàn)EM能使用更少的資源和時(shí)間。

2. FDTD的時(shí)間步進(jìn)特性使其計(jì)算耗時(shí)往往較長(zhǎng)

1.需要迭代大量時(shí)間步才能達(dá)到穩(wěn)態(tài)解

2.對(duì)于高Q值結(jié)構(gòu)，存在收斂性問(wèn)題

3.FDTD是時(shí)域方法，轉(zhuǎn)到頻域需要額外處理：

1. 需要進(jìn)行傅里葉變換

2. 窄帶問(wèn)題計(jì)算效率低

3. 頻率分辨率受限于時(shí)域采樣長(zhǎng)度

4. 高Q值結(jié)構(gòu)需要極長(zhǎng)的時(shí)間演化

4.對(duì)于特定頻率的問(wèn)題，也必須模擬整個(gè)時(shí)間過(guò)程，可控性低。

當(dāng)然以上問(wèn)題，工程上也有一定的對(duì)應(yīng)方法。

所以，在設(shè)計(jì)仿真領(lǐng)域，并沒(méi)有一個(gè)解決所有問(wèn)題的通用數(shù)值算法。實(shí)踐中根據(jù)具體實(shí)際情況，選擇對(duì)應(yīng)的軟件和算法。case by case。

實(shí)際上絕大多數(shù)數(shù)值計(jì)算方法都是公開(kāi)的。兩個(gè)極端：一個(gè)是做成軟件，作為工具解決大部分通用問(wèn)題；另一個(gè)極端是匹配專(zhuān)用環(huán)境(軟硬件)用專(zhuān)用算法解決特定問(wèn)題。

最后提醒一下，文章內(nèi)容只說(shuō)了缺點(diǎn)。