在电磁工程数字化转型深入推进、高端装备自主研发加速的关键阶段，高精度、高效率的时域电磁仿真技术成为射频器件设计、天线工程、电磁兼容分析等领域的核心支撑。安徽大学计算电磁学研究团队凭借蛙跳式服从散度混合隐式显式FDTD（CD-HIE-FDTD）核心创新技术，成功实现了算法理论到的突破，以高效“芯”算法赋能电磁装备研发升级、国产仿真软件发展和学科人才培养。
我国电磁仿真软件长期依赖国外商业授权，核心算法受制于人的风险不容忽视。与之相比，安徽大学计算电磁团队自主研发的蛙跳式CD-HIE-FDTD算法，通过混合隐式显式策略突破了传统显式FDTD的CFL稳定性条件限制，在一个方向上保持隐式求解以获得无条件稳定性，在另外两个方向上保持显式更新以维持计算效率，实现了稳定性与效率的最优平衡。该算法采用经典蛙跳式场量更新顺序，编程实现简洁直观，与传统FDTD辅助技术的兼容性极强，为国产电磁仿真软件提供了重要的底层算法支撑。
团队攻克了传统HIE-FDTD散度不守恒、更新顺序复杂等行业难题，所提CD-HIE-FDTD方法在离散意义下严格满足高斯定理，散度误差始终维持在机器精度水平，从根本上保证了数值解的物理正确性。相比于ADI-FDTD减少约40%的隐式求解次数，相比于传统显式FDTD在精细结构问题上计算效率提升数倍，让高效精准的时域电磁仿真不再依赖昂贵的商业软件授权。
天线设计、雷达散射截面计算、电磁辐射等开放空间电磁问题，对吸收边界条件的性能提出了极高要求。团队首次系统研究了CFS-PML（复频率伸缩完全匹配层）与蛙跳式CD-HIE-FDTD的集成方案，推导了PML区域内完整的隐式迭代公式，解决了PML与隐式格式的兼容性问题。CFS-PML通过引入复频率伸缩因子，能够有效吸收低频凋落波和低入射角电磁波，相对反射误差可低至-60 dB以下，完全满足高精度开放空间仿真需求。
随着算法与吸收边界的协同优化，该技术已在微带电路仿真、频率选择表面设计、天线辐射特性分析等多个场景中得到验证。在微带线S参数仿真中，计算结果与商用软件高度一致，而计算时间仅为传统显式FDTD的约三分之一；在喇叭天线远场辐射仿真中，CFS-PML吸收效果优异，方向图计算精度达到工程应用标准。
从实验室的公式推导到工程端的仿真验证，从算法自主创新到人才培养反哺，安徽大学计算电磁团队以硬核算法打通“理论—代码—教学”闭环，既破解了电磁仿真效率与精度的技术痛点，又助力国产仿真软件发展、服务高端装备研发。这项源自地方高校的青年科创成果，正成为计算电磁学自主创新的重要力量，为我国电磁工程数字化转型和高端装备自主可控贡献源源不断的智慧动能。
