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TD-EFIE分析任意几何形状导体的瞬态特性
引言：
电磁计算中，传统的边界元方法（BoundaryElementMethod,BEM）用电场偏导数的边值来计算电势，并从中得到电场分布。传统的BEM方法难以对极为复杂的物体进行建模。面向对象的有限元方法（Object-OrientedFiniteDomainMethod,OO-FDM）已经被广泛研究和应用。TD-EFIE（Time-DomainElectricFieldIntegralEquation）方法，其核心是对象有限元方法（Object-orientedFiniteElementMethod，OO-FEM）对电场积分方程（EFIE）的时间域求解。
一、TD-EFIE方法概述：
TD-EFIE方法是将时间域的积分方程和对象有限元方法（OO-FEM）相结合，并通过求解时间域的积分方程，可以研究导体中的瞬态响应特性，以及各种电磁干扰效应。TD-EFIE方法的主要特点是可以处理任意有限几何形状的导体，而且不受特定领域的限制，具有广泛的应用前景。TD-EFIE方法计算速度快，在对复杂模型进行求解时具有优势，得到的结果也比较准确。
二、TD-EFIE方法中的积分方程：
TD-EFIE方法中的积分方程可以表示为：
E=Einc+ηE(x)
E(x)=∫J(x')G(x,x')dV(x')
其中，E是被研究物体的电场，Einc为入射电场，η为各向同性介质的电磁参数，J是导体表面的电流密度，G(x,x')是空间中的基本格林函数。E(x)是求解的电场值。这个积分方程是由Maxwell方程组得到的。
三、TD-EFIE方法的数值求解：
TD-EFIE方法的数值求解主要分为两步：
第一步：将模型离散化，从而获得有限元网格，并在每一个元素上分配自由度。
第二步：将TD-EFIE积分方程离散化为一组矩阵方程，这个矩阵方程的求解可以利用时间域场量的离散化时间步长来进行。
在TD-EFIE方法中，矩阵方程的求解可以使用显式或隐式方法进行。对于特别大的情况，最好使用隐式方法，而对于中小型问题，显式方法则可以得到比较好的结果。
四、TD-EFIE方法的应用：
TD-EFIE方法适用于各种各样的电磁问题。下面以几个应用领域为例来介绍一下TD-EFIE方法的应用。
1、电磁波散射：
TD-EFIE方法可以用来计算不同形状的导体在不同频率下的散射特性。可以在实际工程中用来设计指定的结构。
2、电磁场辐射：
TD-EFIE方法也可以用来计算不同形状的导体在不同频率下的辐射特性，如辐射模式、辐射场分布等。
3、电磁屏蔽：
TD-EFIE方法也可以用来计算电磁屏蔽功能及其效率，此外，TD-EFIE方法也可以研究屏蔽构造对不同频率电场的抑制。
结论：
TD-EFIE方法是一种有效的数值计算方法，在不同领域都有广泛的应用。该方法可以处理任意几何形状的导体，而且在求解节省时间方面具有优势，但从另一个方面来说，TD-EFIE方法在射频和毫米波领域的应用还有一些局限性，如需在此领域中得到更好的效果，后续研究需要对方法进行进一步的改进。