CFS-PML在探地雷达FDTD法模拟中应用

探地雷达(GPR)数值模拟中，为了使截断边界处不产生人为的反射波，需要加载边界条件．目前常用的完全匹配层(PML)边界对隐失波、低频波、掠角波等不能很好地吸收．为此，在时域有限差分(FDTD)法中引入复频移卷积完全匹配层(CFS-PML)．从二维TM波的Maxwell方程组出发，阐述了CFS-PML边界条件的原理，推导了CFS-PML边界加载的离散差分公式，给出了CFS-PML边界条件的参数选取原则．应用均匀介质中GPR波场快照，对比了截断处没有加载边界条件、加载3种不同边界条件的边界处反射波的强弱，实例说明单轴各向异性完全匹配层(UPML)、CFS-PML边界条件具有较好的吸收效果．为了进一步对比UPML与CFS-PML的吸收效果，设置了双层介质狭长模型，通过波场快照与全局反射误差证明了CFS-PML对隐失波、低频波、掠角波的吸收较UPML效果更佳