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电磁波时程精细积分法

电磁波时程精细积分法
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作者: 著
出版社: 科学出版社
2015-07
版次: 1
ISBN: 9787030444363
定价: 96.00
装帧: 平装
开本: 32开
纸张: 胶版纸
页数: 272页
字数: 323千字
正文语种: 简体中文
分类: 自然科学
7人买过
  • 本书全面介绍电磁波时程精细积分法的理论基础、使用方法和实际应用。全书共九章，内容主要包括：绪论、瞬态微分方程问题时程精细积分法的基本原理和步骤、基于2阶空间中心差分格式的电磁波时程精细积分法、瞬态涡流场分析中的时程精细积分法、基于4阶空间中心差分格式的电磁波时程精细积分法、电磁波时程精细积分法应用中的子域技术、基于小波Galerkin空间差分格式的电磁波时程精细积分法、一种电磁波时程精细积分法------广义WG-PITD方法和柱坐标系中的电磁波时程精细积分法。 前言
    第1章绪论
    1.1计算电磁学的产生和意义
    1.1.1科学计算的作用和追求的目标
    1.1.2计算电磁学的产生及其重要性
    1.2几种重要的电磁场数值计算方法
    1.2.1矩量法
    1.2.2有限元法
    1.2.3边界元法
    1.2.4时域有限差分方法
    1.3时程精细积分方法及其存在的问题
    1.4电磁波时程精细积分方法及其存在的问题
    1.5本书的目的和内容
    参考文献

    第2章瞬态微分方程问题的时程精细积分方法
    2.1瞬态涡流场的时程精细积分算法
    2.2基于子域技术的时程精细积分算法
    2.3时程精细积分算法的稳定性分析
    2.3.1试验方程检验方法
    2.3.2稳定性分析的直接方法
    2.3.3稳定性分析的一种简化方法
    2.4精细积分算法的精度分析——误差上界与逼近机理
    2.4.1时间步长膖的选择
    2.4.2精细算法的误差上界
    2.4.3逼近机理
    2.5时程精细积分方法中积分项的计算
    2.5.1激励的线性拟合
    2.5.2辛普森积分法
    2.5.3高斯积分法
    参考文献

    第3章电磁波时程精细积分法——2阶空间中心差分格式
    3.1电磁波时程精细积分法的基本原理
    3.1.1Maxwell方程和Yee元胞
    3.1.2电磁波时程精细积分法的时域递推
    3.1.3介质分界面电磁参数的选取
    3.2电磁波时程精细积分法解的数值稳定性
    3.3电磁波时程精细积分法解的数值色散分析
    3.3.1数值色散的概念
    3.3.2电磁波时程精细积分法的数值色散分析
    3.4Engquist-Majda吸收边界条件的应用
    3.4.1Engquist-Majda吸收边界条件
    3.4.2Engquist-Majda吸收边界条件的空间离散形式
    3.5Berenger完全匹配层吸收边界条件
    3.5.1PML介质的定义
    3.5.2TE平面波在PML介质中的传播
    3.5.3平面波在两种PML介质分界面处的传播
    3.5.4PML媒质层的设置
    3.5.5PML媒质层中的精细积分方程——二维情形
    3.5.6PML媒质层中的精细积分方程——三维情形
    3.6时程精细积分法中激励源的引入
    3.6.1强迫激励源技术
    3.6.2入射波的加入——总场/散射场体系
    3.7近区场到远区场的外推
    3.7.1等效原理
    3.7.2近场-远场外推
    3.8数值示例
    3.9有耗介质中电磁波时程精细积分法解的数值稳定性和色散特性分析
    3.9.1数值稳定性条件
    3.9.2数值色散特性
    参考文献

    第4章瞬态涡流场分析中的时程精细积分法
    4.1铁磁材料中Maxwell旋度方程的空间离散形式
    4.2有耗媒质的吸收边界条件
    4.2.1有耗媒质的一阶近似吸收边界条件
    4.2.2有耗媒质一阶近似吸收边界条件的空间离散形式
    4.3铁磁材料中电磁波传播问题的时程精细积分解
    4.4板状铁磁材料中电磁脉冲传播特性计算
    4.4.1Maxwell方程的空间离散
    4.4.2边界点处的常微分方程
    4.4.3精细积分算法解
    4.4.4数值结果与分析
    4.4.5基于涡流方程的时程精细积分算法解
    参考文献

    第5章电磁波时程精细积分法——4阶空间中心差分格式
    5.1电磁波PITD（4）方法的基本原理
    5.1.1Maxwell方程和Yee网格
    5.1.2电磁波PITD（4）方法的矩阵形式
    5.1.3电磁波PITD（4）方法中媒质分界面电磁参数确定
    5.2电磁波PITD（4）方法解的数值稳定性分析
    5.3电磁波PITD（4）方法解的数值色散特性分析
    5.3.1电磁波PITD（4）方法的数值色散方程
    5.3.2空间采样密度对电磁波PITD（4）方法数值相速度的影响
    5.3.3空间采样密度对电磁波PITD（4）方法数值相速度各向异性的影响
    5.3.4时间步长对电磁波PITD（4）方法数值色散特性的影响
    5.4数值算例
    5.5电磁波PITD（4）方法中激励源的加入
    5.5.1面电流源在一维电磁波PITD（4）方法中的加入
    5.5.2线电流源在二维电磁波PITD（4）方法中的加入
    5.6电磁波PITD（4）方法的PML吸收边界条件
    5.6.1电磁波PITD（4）方法的三维PML吸收边界条件
    5.6.2电磁波PITD（4）方法的二维PML吸收边界条件
    5.6.3理想导体附近的差分格式
    5.6.4用于电磁波PITD（4）方法的PML吸收边界的吸收性能分析
    参考文献

    第6章电磁波时程精细积分法应用中的子域技术
    6.1子域的划分原则和子域边界的处理
    6.1.1子域的划分原则
    6.1.2一维问题子域划分
    6.1.3二维问题子域划分
    6.1.4三维问题子域划分
    6.1.5子域边界的处理
    6.2单个子域内的时程精细积分计算
    6.3子域计算结果的合成方法
    6.3.1一维问题子域计算结果的合成方法
    6.3.2二维问题子域计算结果的合成方法
    6.3.3三维问题子域计算结果的合成方法
    6.4PML吸收边界在基于子域技术的PITD（4）方法中的应用
    6.4.1电磁波动方程的空间离散形式
    6.4.2PML层用于截断子域边界时的子域划分方法
    6.4.3子域问题的计算
    6.4.4子域计算结果的合成方法
    6.5基于子域技术的PITD方法分析变压器叠片铁心中的涡流
    6.5.1计算模型
    6.5.2子域划分及其子域边界处理
    6.5.3子域计算结果合成
    6.5.4计算结果分析
    6.6基于子域技术的PITD（4）方法分析自由空间中二维电磁波传播
    6.7基于子域技术的PITD（4）方法分析圆柱导体的散射
    6.8基于蛙跳格式的电磁波时程精细积分方法
    6.8.1L-PITD方法的空间离散形式
    6.8.2算例
    参考文献

    第7章电磁波时程精细积分法——小波Galerkin空间差分格式
    7.1基于小波Galerkin空间差分格式的电磁波时程精细积分法的基本原理
    7.1.1WG-PITD方法的空间差分格式
    7.1.2WG-PITD方法的时域递推
    7.2无损耗介质中WG-PITD方法解的数值稳定性
    7.3无损耗介质中WG-PITD方法解的数值色散特性
    7.3.1无损耗介质中WG-PITD方法的数值色散方程
    7.3.2时间步长对WG-PITD方法数值色散特性的影响
    7.3.3空间步长对WG-PITD方法数值色散特性的影响
    7.3.4电磁波传播方向对WG-PITD方法数值色散特性的影响
    7.3.5无损耗介质中WG-PITD方法的数值超光速现象
    7.4有损耗介质中WG-PITD方法解的数值稳定性
    7.4.1有损耗介质中WGTD方法的数值色散方程
    7.4.2有损耗介质中WG-PITD方法的稳定性条件
    7.5有损耗介质中WG-PITD方法解的数值色散特性
    7.5.1有损耗介质中WG-PITD方法的数值色散方程
    7.5.2时间步长对WG-PITD方法数值色散特性的影响
    7.5.3空间步长对WG-PITD方法数值色散特性的影响
    7.5.4电导率对WG-PITD方法数值色散特性的影响
    7.5.5电磁波传播方向对WG-PITD方法数值色散特性的影响
    7.5.6电导率对WG-PITD方法数值色散各向异性的影响
    参考文献

    第8章电磁波时程精细积分法——广义WG-PITD方法
    8.1广义WG-PITD方法的空间离散形式
    8.2广义WG-PITD方法解的数值稳定性
    8.3广义WG-PITD方法解的数值色散特性
    8.3.1广义WG-PITD方法的数值色散方程
    8.3.2尺度函数对数值色散特性的影响
    8.3.3时间步长对数值色散特性的影响
    8.3.4空间步长对数值色散特性的影响
    8.3.5电导率对有损耗介质中数值色散特性的影响
    8.3.6电磁波传播方向对数值色散特性的影响
    8.3.7数值色散特性的各向异性
    8.4数值示例
    8.4.1计算模型
    8.4.2WG-PITD方法的计算精度和计算效率分析
    8.4.3广义WG-PITD方法的计算精度和计算效率分析
    参考文献

    第9章柱坐标系中的电磁波时程精细积分法
    9.1轴对称情况下柱坐标系中的时程精细积分法
    9.1.1轴对称情况下柱坐标系中时程精细积分法的空间差分格式
    9.1.2吸收边界条件
    9.2数值算例
    参考文献
  • 内容简介:
    本书全面介绍电磁波时程精细积分法的理论基础、使用方法和实际应用。全书共九章，内容主要包括：绪论、瞬态微分方程问题时程精细积分法的基本原理和步骤、基于2阶空间中心差分格式的电磁波时程精细积分法、瞬态涡流场分析中的时程精细积分法、基于4阶空间中心差分格式的电磁波时程精细积分法、电磁波时程精细积分法应用中的子域技术、基于小波Galerkin空间差分格式的电磁波时程精细积分法、一种电磁波时程精细积分法------广义WG-PITD方法和柱坐标系中的电磁波时程精细积分法。
  • 目录:
    前言
    第1章绪论
    1.1计算电磁学的产生和意义
    1.1.1科学计算的作用和追求的目标
    1.1.2计算电磁学的产生及其重要性
    1.2几种重要的电磁场数值计算方法
    1.2.1矩量法
    1.2.2有限元法
    1.2.3边界元法
    1.2.4时域有限差分方法
    1.3时程精细积分方法及其存在的问题
    1.4电磁波时程精细积分方法及其存在的问题
    1.5本书的目的和内容
    参考文献

    第2章瞬态微分方程问题的时程精细积分方法
    2.1瞬态涡流场的时程精细积分算法
    2.2基于子域技术的时程精细积分算法
    2.3时程精细积分算法的稳定性分析
    2.3.1试验方程检验方法
    2.3.2稳定性分析的直接方法
    2.3.3稳定性分析的一种简化方法
    2.4精细积分算法的精度分析——误差上界与逼近机理
    2.4.1时间步长膖的选择
    2.4.2精细算法的误差上界
    2.4.3逼近机理
    2.5时程精细积分方法中积分项的计算
    2.5.1激励的线性拟合
    2.5.2辛普森积分法
    2.5.3高斯积分法
    参考文献

    第3章电磁波时程精细积分法——2阶空间中心差分格式
    3.1电磁波时程精细积分法的基本原理
    3.1.1Maxwell方程和Yee元胞
    3.1.2电磁波时程精细积分法的时域递推
    3.1.3介质分界面电磁参数的选取
    3.2电磁波时程精细积分法解的数值稳定性
    3.3电磁波时程精细积分法解的数值色散分析
    3.3.1数值色散的概念
    3.3.2电磁波时程精细积分法的数值色散分析
    3.4Engquist-Majda吸收边界条件的应用
    3.4.1Engquist-Majda吸收边界条件
    3.4.2Engquist-Majda吸收边界条件的空间离散形式
    3.5Berenger完全匹配层吸收边界条件
    3.5.1PML介质的定义
    3.5.2TE平面波在PML介质中的传播
    3.5.3平面波在两种PML介质分界面处的传播
    3.5.4PML媒质层的设置
    3.5.5PML媒质层中的精细积分方程——二维情形
    3.5.6PML媒质层中的精细积分方程——三维情形
    3.6时程精细积分法中激励源的引入
    3.6.1强迫激励源技术
    3.6.2入射波的加入——总场/散射场体系
    3.7近区场到远区场的外推
    3.7.1等效原理
    3.7.2近场-远场外推
    3.8数值示例
    3.9有耗介质中电磁波时程精细积分法解的数值稳定性和色散特性分析
    3.9.1数值稳定性条件
    3.9.2数值色散特性
    参考文献

    第4章瞬态涡流场分析中的时程精细积分法
    4.1铁磁材料中Maxwell旋度方程的空间离散形式
    4.2有耗媒质的吸收边界条件
    4.2.1有耗媒质的一阶近似吸收边界条件
    4.2.2有耗媒质一阶近似吸收边界条件的空间离散形式
    4.3铁磁材料中电磁波传播问题的时程精细积分解
    4.4板状铁磁材料中电磁脉冲传播特性计算
    4.4.1Maxwell方程的空间离散
    4.4.2边界点处的常微分方程
    4.4.3精细积分算法解
    4.4.4数值结果与分析
    4.4.5基于涡流方程的时程精细积分算法解
    参考文献

    第5章电磁波时程精细积分法——4阶空间中心差分格式
    5.1电磁波PITD（4）方法的基本原理
    5.1.1Maxwell方程和Yee网格
    5.1.2电磁波PITD（4）方法的矩阵形式
    5.1.3电磁波PITD（4）方法中媒质分界面电磁参数确定
    5.2电磁波PITD（4）方法解的数值稳定性分析
    5.3电磁波PITD（4）方法解的数值色散特性分析
    5.3.1电磁波PITD（4）方法的数值色散方程
    5.3.2空间采样密度对电磁波PITD（4）方法数值相速度的影响
    5.3.3空间采样密度对电磁波PITD（4）方法数值相速度各向异性的影响
    5.3.4时间步长对电磁波PITD（4）方法数值色散特性的影响
    5.4数值算例
    5.5电磁波PITD（4）方法中激励源的加入
    5.5.1面电流源在一维电磁波PITD（4）方法中的加入
    5.5.2线电流源在二维电磁波PITD（4）方法中的加入
    5.6电磁波PITD（4）方法的PML吸收边界条件
    5.6.1电磁波PITD（4）方法的三维PML吸收边界条件
    5.6.2电磁波PITD（4）方法的二维PML吸收边界条件
    5.6.3理想导体附近的差分格式
    5.6.4用于电磁波PITD（4）方法的PML吸收边界的吸收性能分析
    参考文献

    第6章电磁波时程精细积分法应用中的子域技术
    6.1子域的划分原则和子域边界的处理
    6.1.1子域的划分原则
    6.1.2一维问题子域划分
    6.1.3二维问题子域划分
    6.1.4三维问题子域划分
    6.1.5子域边界的处理
    6.2单个子域内的时程精细积分计算
    6.3子域计算结果的合成方法
    6.3.1一维问题子域计算结果的合成方法
    6.3.2二维问题子域计算结果的合成方法
    6.3.3三维问题子域计算结果的合成方法
    6.4PML吸收边界在基于子域技术的PITD（4）方法中的应用
    6.4.1电磁波动方程的空间离散形式
    6.4.2PML层用于截断子域边界时的子域划分方法
    6.4.3子域问题的计算
    6.4.4子域计算结果的合成方法
    6.5基于子域技术的PITD方法分析变压器叠片铁心中的涡流
    6.5.1计算模型
    6.5.2子域划分及其子域边界处理
    6.5.3子域计算结果合成
    6.5.4计算结果分析
    6.6基于子域技术的PITD（4）方法分析自由空间中二维电磁波传播
    6.7基于子域技术的PITD（4）方法分析圆柱导体的散射
    6.8基于蛙跳格式的电磁波时程精细积分方法
    6.8.1L-PITD方法的空间离散形式
    6.8.2算例
    参考文献

    第7章电磁波时程精细积分法——小波Galerkin空间差分格式
    7.1基于小波Galerkin空间差分格式的电磁波时程精细积分法的基本原理
    7.1.1WG-PITD方法的空间差分格式
    7.1.2WG-PITD方法的时域递推
    7.2无损耗介质中WG-PITD方法解的数值稳定性
    7.3无损耗介质中WG-PITD方法解的数值色散特性
    7.3.1无损耗介质中WG-PITD方法的数值色散方程
    7.3.2时间步长对WG-PITD方法数值色散特性的影响
    7.3.3空间步长对WG-PITD方法数值色散特性的影响
    7.3.4电磁波传播方向对WG-PITD方法数值色散特性的影响
    7.3.5无损耗介质中WG-PITD方法的数值超光速现象
    7.4有损耗介质中WG-PITD方法解的数值稳定性
    7.4.1有损耗介质中WGTD方法的数值色散方程
    7.4.2有损耗介质中WG-PITD方法的稳定性条件
    7.5有损耗介质中WG-PITD方法解的数值色散特性
    7.5.1有损耗介质中WG-PITD方法的数值色散方程
    7.5.2时间步长对WG-PITD方法数值色散特性的影响
    7.5.3空间步长对WG-PITD方法数值色散特性的影响
    7.5.4电导率对WG-PITD方法数值色散特性的影响
    7.5.5电磁波传播方向对WG-PITD方法数值色散特性的影响
    7.5.6电导率对WG-PITD方法数值色散各向异性的影响
    参考文献

    第8章电磁波时程精细积分法——广义WG-PITD方法
    8.1广义WG-PITD方法的空间离散形式
    8.2广义WG-PITD方法解的数值稳定性
    8.3广义WG-PITD方法解的数值色散特性
    8.3.1广义WG-PITD方法的数值色散方程
    8.3.2尺度函数对数值色散特性的影响
    8.3.3时间步长对数值色散特性的影响
    8.3.4空间步长对数值色散特性的影响
    8.3.5电导率对有损耗介质中数值色散特性的影响
    8.3.6电磁波传播方向对数值色散特性的影响
    8.3.7数值色散特性的各向异性
    8.4数值示例
    8.4.1计算模型
    8.4.2WG-PITD方法的计算精度和计算效率分析
    8.4.3广义WG-PITD方法的计算精度和计算效率分析
    参考文献

    第9章柱坐标系中的电磁波时程精细积分法
    9.1轴对称情况下柱坐标系中的时程精细积分法
    9.1.1轴对称情况下柱坐标系中时程精细积分法的空间差分格式
    9.1.2吸收边界条件
    9.2数值算例
    参考文献
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