Aplicação do Método das Diferenças Finitas no Domínio do Tempo na Simulação de Ondas Eletromagnéticas em Meios com Perfis Variáveis

A modelagem da propagação de ondas eletromagnéticas é fundamental em aplicações de comunicações, energia e diagnóstico por imagem. O Eletromagnetismo Clássico descreve esse fenômeno por meio de equações diferenciais parciais, cuja solução analítica se torna complexa em cenários realistas. Nesse contexto, métodos numéricos, como o Método das Diferenças Finitas no Domínio do Tempo (FDTD), surgem como alternativas eficientes, especialmente com o avanço da capacidade computacional. Este trabalho tem como objetivo aplicar o método FDTD na simulação da propagação unidimensional de ondas eletromagnéticas. Foi desenvolvido um algoritmo no software SciLab capaz de modelar diferentes perfis de condutividade elétrica. A validação foi realizada por meio da comparação com a solução analítica de uma onda plana senoidal em espaço livre. Adicionalmente, simulações envolvendo pulsos Gaussianos foram conduzidas para avaliar o comportamento da onda em meios com condutividade constante, linear e exponencial. Também foi analisado o impacto da resolução da simulação sobre o tempo de execução do algoritmo. Os resultados apresentaram excelente concordância com a solução analítica, demonstrando a precisão do método FDTD. Verificou-se ainda que o aumento da resolução acarreta maior custo computacional e que o perfil de condutividade influencia diretamente os fenômenos de reflexão e absorção. Conclui-se que o método FDTD é uma ferramenta robusta e confiável para o estudo numérico da propagação de ondas eletromagnéticas em uma dimensão.