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计算电磁学的数值方法（第2版）

作者: 吕英华

出版社: 清华大学出版社

出版时间: 2023-05

版次: 2

ISBN: 9787302630869

定价: 89.00

装帧: 其他

开本: 16开

纸张: 胶版纸

分类: 教材教辅考试>教材>大学教材>工程技术

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本书全面介绍计算电磁学领域中的常用数值计算方法，着重阐述了计算科学方法的理论基础和工程应用，突出如何应用数值建模来分析和解决电磁工程问题，并给出解决问题的思路、方法和步骤。全书涵盖数值计算、泛函分析、计算机和算法结构、软件编程和电磁工程建模等方面的内容，共分为10章。第1章主要介绍电磁工程建模的数值方法和建模过程；第2章主要介绍并行计算机与并行算法的基本原理；第3章主要介绍蒙特卡罗法的基本原理及应用、伪随机数和随机变量的抽样等；第4章主要介绍有限差分法的基本原理、有限差分格式的建立和实现、有限差分法基本应用等；第5章主要介绍时域有限差分法的基本原理和差分格式、吸收边界条件、总场-散射场区连接边界条件、近场-远场转换等；第6章主要介绍泛函分析概述和变分原理；第7章主要介绍有限元法的基本原理和应用、非齐次边界条件下的变分问题；第8章主要介绍矩量法的基本原理和应用；第9章主要介绍射线跟踪法的基本原理、跟踪过程和基本应用；第10章主要介绍课程设计案例，包括以上各章计算电磁学方法的编程实例和典型应用等。
  本书是在作者多年教学实践经验的基础上编写的，可以作为电子科学与技术、电子信息、通信工程等专业高年级本科生或研究生的教材，也可供从事电磁场与微波技术、应用物理学、生物医学工程及电子机械工程等领域工作的人员参考。吕英华，教授，博士生导师。1962年考入北京大学，1968年分配到大连通信电缆厂。1978年，考入北京邮电学院，1981年获硕士学位，1988年获博士学位。1991年由jiaoyu部派遣至美国Syracuse大学和美国东北部并行计算中心（NPAC），进行电磁散射、并行计算研究，参加美国国家HPCC计划，取得多项成果。主持国家“863”重大项目、国家自然科学基金等29项研究。针对电磁信息安全挑战性问题，完成三个国家自然基金项目和jiaoyu部博士点基金研究。曾任北京邮电大学学位委员会委员、《中国邮电高校（英文）学报》主编。1994年起，享受国务院政府特殊津贴。任IEEE高级会员、电子学会会士等多个学会委员，北京市和山东省科学技术奖励评审专家等。第1章  电磁工程建模与计算电磁学

1.1  计算科学的数学基础

   1.1.1  数学及科学数学化基础的确立

   1.1.2  智能计算基础的确立

1.2  计算科学概述

   1.2.1  计算科学方法简介

   1.2.2  计算科学数值模型是真实世界的映射

1.3  电磁工程建模的数值方法

1.4  计算电磁学常用方法及软件

   1.4.1  计算电磁学常用方法

   1.4.2  计算电磁学常用软件

第2章  并行计算机与并行算法的基本原理

2.1  并行计算机的基本结构

   2.1.1  并行化是数值计算的必然趋势

   2.1.2  并行计算机的系统结构

   2.1.3  并行计算机系统结构分类

   2.1.4  计算机程序性能的系统属性

2.2  程序逻辑拓扑和计算机数据通信网络拓扑的基本特性

   2.2.1  并行性分析

   2.2.2  系统互连结构

2.3  并行性能描述与度量

   2.3.1  描述及度量并行性能的指标

   2.3.2  评价并行计算性能的参数

2.4  并行计算的可扩展性原理

   2.4.1  并行计算机应用模式

   2.4.2  并行算法的可扩展性

   2.4.3  根据性能价格比决定计算机系统的规模

   2.4.4  并行计算机软件概述

第3章  蒙特卡罗法

3.1  蒙特卡罗法的基本原理

   3.1.1  蒙特卡罗法的基本过程

   3.1.2  蒙特卡罗法的基本问题

   3.1.3  蒙特卡罗法的特点

   3.1.4  蒙特卡罗法待研究的若干问题

   3.1.5  随机变量的基本规律

   3.1.6  大数定律及中心极限定理的一般形式

   3.1.74  个常见的中心极限定理

   3.1.8  几种常见的概率模型和分布

   3.1.9  蒙特卡罗法简单应用举例

3.2  伪随机数

   3.2.1  简单子样

   3.2.2  随机数与伪随机数

   3.2.3  产生伪随机数的几种方法

   3.2.4  伪随机数的检验

3.3  随机变量的抽样

   3.3.1  直接抽样方法

   3.3.2  舍选抽样方法

   3.3.3  复合抽样方法

   3.3.4  近似抽样方法

   3.3.5  变换抽样方法

   3.3.6  若干重要分布的抽样

3.4  蒙特卡罗法在确定性问题中的应用

   3.4.1  求解线性代数方程

   3.4.2  矩阵求逆

   3.4.3  求解线性积分方程

   3.4.4  积分运算

3.5  蒙特卡罗法在随机问题中的应用

   3.5.1  布朗运动

   3.5.2  随机游动问题

3.6  分形的数学基础

   3.6.1  自相似性和分形

   3.6.2  分形的数学基础

   3.6.3  限制性扩散凝聚分形生长的模拟

   3.6.4  复杂生物形态的模拟

3.7  雷达检测的蒙特卡罗仿真

   3.7.1  蒙特卡罗仿真原理

   3.7.2  蒙特卡罗仿真法

3.8  移动通信系统仿真中的蒙特卡罗法

   3.8.1  移动通信系统仿真设计过程

   3.8.2  移动通信系统性能与预算匹配设计

   3.8.3  移动通信系统设计流程及其他

第4章  有限差分法

4.1  有限差分法基础

   4.1.1  有限差分法的基本概念

   4.1.2  欧拉近似

   4.1.3  梯形法则和龙格一库塔法

4.2  二维泊松方程和拉普拉斯方程的有限差分法

   4.2.1  建立差分格式

……

第5章  时域有限差分法

第6章  积分方法的数学准备

第7章  基于变分原理的有限元法

第8章  电磁场中的矩量法

第9章  射线跟踪法及其混合方法

第10章  课程设计篇

参考文献
内容简介:
本书全面介绍计算电磁学领域中的常用数值计算方法，着重阐述了计算科学方法的理论基础和工程应用，突出如何应用数值建模来分析和解决电磁工程问题，并给出解决问题的思路、方法和步骤。全书涵盖数值计算、泛函分析、计算机和算法结构、软件编程和电磁工程建模等方面的内容，共分为10章。第1章主要介绍电磁工程建模的数值方法和建模过程；第2章主要介绍并行计算机与并行算法的基本原理；第3章主要介绍蒙特卡罗法的基本原理及应用、伪随机数和随机变量的抽样等；第4章主要介绍有限差分法的基本原理、有限差分格式的建立和实现、有限差分法基本应用等；第5章主要介绍时域有限差分法的基本原理和差分格式、吸收边界条件、总场-散射场区连接边界条件、近场-远场转换等；第6章主要介绍泛函分析概述和变分原理；第7章主要介绍有限元法的基本原理和应用、非齐次边界条件下的变分问题；第8章主要介绍矩量法的基本原理和应用；第9章主要介绍射线跟踪法的基本原理、跟踪过程和基本应用；第10章主要介绍课程设计案例，包括以上各章计算电磁学方法的编程实例和典型应用等。
本书是在作者多年教学实践经验的基础上编写的，可以作为电子科学与技术、电子信息、通信工程等专业高年级本科生或研究生的教材，也可供从事电磁场与微波技术、应用物理学、生物医学工程及电子机械工程等领域工作的人员参考。
作者简介:
吕英华，教授，博士生导师。1962年考入北京大学，1968年分配到大连通信电缆厂。1978年，考入北京邮电学院，1981年获硕士学位，1988年获博士学位。1991年由jiaoyu部派遣至美国Syracuse大学和美国东北部并行计算中心（NPAC），进行电磁散射、并行计算研究，参加美国国家HPCC计划，取得多项成果。主持国家“863”重大项目、国家自然科学基金等29项研究。针对电磁信息安全挑战性问题，完成三个国家自然基金项目和jiaoyu部博士点基金研究。曾任北京邮电大学学位委员会委员、《中国邮电高校（英文）学报》主编。1994年起，享受国务院政府特殊津贴。任IEEE高级会员、电子学会会士等多个学会委员，北京市和山东省科学技术奖励评审专家等。
目录:
第1章  电磁工程建模与计算电磁学

1.1  计算科学的数学基础

   1.1.1  数学及科学数学化基础的确立

   1.1.2  智能计算基础的确立

1.2  计算科学概述

   1.2.1  计算科学方法简介

   1.2.2  计算科学数值模型是真实世界的映射

1.3  电磁工程建模的数值方法

1.4  计算电磁学常用方法及软件

   1.4.1  计算电磁学常用方法

   1.4.2  计算电磁学常用软件

第2章  并行计算机与并行算法的基本原理

2.1  并行计算机的基本结构

   2.1.1  并行化是数值计算的必然趋势

   2.1.2  并行计算机的系统结构

   2.1.3  并行计算机系统结构分类

   2.1.4  计算机程序性能的系统属性

2.2  程序逻辑拓扑和计算机数据通信网络拓扑的基本特性

   2.2.1  并行性分析

   2.2.2  系统互连结构

2.3  并行性能描述与度量

   2.3.1  描述及度量并行性能的指标

   2.3.2  评价并行计算性能的参数

2.4  并行计算的可扩展性原理

   2.4.1  并行计算机应用模式

   2.4.2  并行算法的可扩展性

   2.4.3  根据性能价格比决定计算机系统的规模

   2.4.4  并行计算机软件概述

第3章  蒙特卡罗法

3.1  蒙特卡罗法的基本原理

   3.1.1  蒙特卡罗法的基本过程

   3.1.2  蒙特卡罗法的基本问题

   3.1.3  蒙特卡罗法的特点

   3.1.4  蒙特卡罗法待研究的若干问题

   3.1.5  随机变量的基本规律

   3.1.6  大数定律及中心极限定理的一般形式

   3.1.74  个常见的中心极限定理

   3.1.8  几种常见的概率模型和分布

   3.1.9  蒙特卡罗法简单应用举例

3.2  伪随机数

   3.2.1  简单子样

   3.2.2  随机数与伪随机数

   3.2.3  产生伪随机数的几种方法

   3.2.4  伪随机数的检验

3.3  随机变量的抽样

   3.3.1  直接抽样方法

   3.3.2  舍选抽样方法

   3.3.3  复合抽样方法

   3.3.4  近似抽样方法

   3.3.5  变换抽样方法

   3.3.6  若干重要分布的抽样

3.4  蒙特卡罗法在确定性问题中的应用

   3.4.1  求解线性代数方程

   3.4.2  矩阵求逆

   3.4.3  求解线性积分方程

   3.4.4  积分运算

3.5  蒙特卡罗法在随机问题中的应用

   3.5.1  布朗运动

   3.5.2  随机游动问题

3.6  分形的数学基础

   3.6.1  自相似性和分形

   3.6.2  分形的数学基础

   3.6.3  限制性扩散凝聚分形生长的模拟

   3.6.4  复杂生物形态的模拟

3.7  雷达检测的蒙特卡罗仿真

   3.7.1  蒙特卡罗仿真原理

   3.7.2  蒙特卡罗仿真法

3.8  移动通信系统仿真中的蒙特卡罗法

   3.8.1  移动通信系统仿真设计过程

   3.8.2  移动通信系统性能与预算匹配设计

   3.8.3  移动通信系统设计流程及其他

第4章  有限差分法

4.1  有限差分法基础

   4.1.1  有限差分法的基本概念

   4.1.2  欧拉近似

   4.1.3  梯形法则和龙格一库塔法

4.2  二维泊松方程和拉普拉斯方程的有限差分法

   4.2.1  建立差分格式

……

第5章  时域有限差分法

第6章  积分方法的数学准备

第7章  基于变分原理的有限元法

第8章  电磁场中的矩量法

第9章  射线跟踪法及其混合方法

第10章  课程设计篇

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