Aplicación del método de diferencias finitas en el dominio del tiempo a la simulación del campo electromagnético usando Matlab

M.A. Lopez-Esquer^a, J. Gaspar-Armenta^b y J. Manzanares-Martinez^b

^a Programa de posgrado en Ciencias (Física) de la Universidad de Sonora, Calle Rosales y Boulevard Luis Encinas, Hermosillo, Sonora 83000, México.

^b Centro de Investigación en Física de la Universidad de Sonora, Apartado Postal 5-088, Hermosillo, Sonora 83190, México.

Resumen

En este artículo se describe una aplicación del método de diferencias finitas en el dominio del tiempo (MDFDT) para simular la propagación del campo electromagnético en un medio homogéneo. La estrategia de este método se basa en escribir las ecuaciones diferenciales de Maxwell en una formulación discreta en el espacio y en el tiempo. El objetivo es trasladar esta formulación a un algoritmo que pueda ser resuelto numéricamente por medio de un código computacional. Este trabajo pretende motivar a los estudiantes a la simulación numérica de fenómenos electromagnéticos ondulatorios. Por medio de lenguaje Matlab generamos un código que, con modificaciones fáciles, permite obtener animaciones que simulan diferentes situaciones físicas.

Descriptores: Diferencias finitas; electromagnetismo; simulación; Matlab.

Abstract

In this paper we describe an application of the Finite Difference Time Domain (FDTD) method to simulate the propagation of the electromagnetic field in a homogeneous medium. The strategy of this method is to formulate the differential Maxwell equations in space and time finite differences in order to write a computational code. This work tries to motivate the undergraduate students to the numerical simulation of the electromagnetic wave propagation. We propose an interactive matlab code that with easy modifications is able to simulate different physical situations.

Keywords: Finite difference; electromagnetism; simulation; Matlab.

PACS: 02.70.Bf; 42.25.H2; 42.70.Qs; 41.20.-9

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Agradecimientos

J.M.M. agradece el apoyo económico del proyecto CONACYT 44066 y del proyecto DCEN-UNISON Ref. PI 05/DCEN06.

Referencias

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