計(jì)算電磁學(xué)要論

內(nèi)容概要

本書(shū)以電磁領(lǐng)域典型實(shí)際問(wèn)題為中心，從解決問(wèn)題中引出方法；在解決問(wèn)題中詳述方法原理、增效技術(shù)、運(yùn)用技巧、程序?qū)崿F(xiàn)；從求解結(jié)果中論述方法的計(jì)算性能。至于方法在其它問(wèn)題中的推廣應(yīng)用，嚴(yán)格的數(shù)學(xué)證明，本書(shū)只指出其參考文獻(xiàn)，不作仔細(xì)論述

作者簡(jiǎn)介

　　盛新慶，博士，研究員，博士生導(dǎo)師。2001年度中國(guó)科學(xué)院“百人計(jì)劃”入選者。先后于1991年，1994年，1996年獲中國(guó)科學(xué)技術(shù)大學(xué)電子工程與信息科學(xué)系學(xué)士，碩士，博士學(xué)位。1996年4月赴美國(guó)伊利諾依大學(xué)電機(jī)和計(jì)算機(jī)工程系的計(jì)算電磁中心做博士后研究。1998年9月加入香港城市大學(xué)電工程系，先后為研究員和高級(jí)研究員。2001年12月作為中國(guó)科學(xué)院知識(shí)創(chuàng)新工程“引進(jìn)國(guó)外杰出人才”回國(guó)到中科院電子所工作。主要從事計(jì)算電磁學(xué)和微波遙感方面的研究。突出成果有：在國(guó)際上首先開(kāi)發(fā)出合元極技術(shù)，即混合有限元、邊界元、多層快速多極子技術(shù)，并成功應(yīng)用于電大涂層體散射的計(jì)算；首先將多層快速多極子技術(shù)應(yīng)用于均勻介質(zhì)體散射的計(jì)算。發(fā)表期刊論文39篇，會(huì)議論文40篇。

書(shū)籍目錄

第一章 電磁規(guī)律的數(shù)學(xué)表述1.1 電磁場(chǎng)的確定性矢量偏微分方程組1.1.1 麥克斯韋方程組1.1.2 介質(zhì)本構(gòu)關(guān)系1.1.3 求解域的邊界條件1.1.4 頻域中的麥克斯韋方程1.1.5 惟一性定理1.2 電磁場(chǎng)的矢量波動(dòng)方程1.3 電磁場(chǎng)的矢量積分方程1.3.1 等效原理1.3.2 自由空間中麥克斯韋方程的解1.3.3 金屬體散射問(wèn)題積分方程的建立1.3.4 均勻介質(zhì)體散射問(wèn)題積分方程的建立1.3.5 非均勻介質(zhì)體散射問(wèn)題積分方程的建立參考文獻(xiàn)第二章 矩量法2.1 三維金屬體的散射2.1.1 問(wèn)題的數(shù)學(xué)表述2.1.2 矩量法的離散化模式2.1.3 基函數(shù)和試函數(shù)的選取2.1.4 離散積分方程及性態(tài)分析2.1.5 奇異點(diǎn)的處理2.1.6 電場(chǎng)和磁場(chǎng)積分方程之比較2.1.7 內(nèi)諧振問(wèn)題2.1.8 快速多極子技術(shù)2.1.9 散射場(chǎng)的計(jì)算2.1.10 計(jì)算機(jī)程序的編寫2.1.11 計(jì)算機(jī)數(shù)值實(shí)驗(yàn)2.2 三維均勻介質(zhì)體的散射2.2.1 問(wèn)題的數(shù)學(xué)表述2.2.2 離散積分方程及性態(tài)分析2.2.3 計(jì)算機(jī)數(shù)值實(shí)驗(yàn)2.3 三維非均勻介質(zhì)體的散射2.3.1 問(wèn)題的數(shù)學(xué)表述2.3.2 屋頂基函數(shù)2.3.3 體積分方程的離散2.3.4 奇異點(diǎn)處理2.3.5 離散體積分方程的快速求解2.3.6 計(jì)算結(jié)果2.4 若干其他問(wèn)題的矩量法求解要點(diǎn)2.4.1 二維物體的散射2.4.2 周期性結(jié)構(gòu)的散射2.4.3 二維半物體的散射2.4.4 輻射問(wèn)題參考文獻(xiàn)第三章 有限元法3.1 介質(zhì)填充波導(dǎo)本征模3.1.1 泛函變分表達(dá)式3.1.2 基函數(shù)的選取3.1.3 泛函變分表達(dá)式的離散3.1.4 強(qiáng)加邊界條件3.1.5 廣義本征值方程的求解3.1.6 計(jì)算機(jī)程序的編寫3.1.7 計(jì)算機(jī)程序的運(yùn)行結(jié)果3.2 三維波導(dǎo)不連續(xù)性問(wèn)題3.2.1 問(wèn)題的數(shù)學(xué)表述3.2.2 基函數(shù)的選取3.2.3 泛函變分表達(dá)式的離散3.2.4 線性方程組的求解3.2.5 散射參數(shù)的提取3.2.6 計(jì)算機(jī)程序的運(yùn)行結(jié)果3.3 三維物體的散射3.4 有限元法雜論參考文獻(xiàn)第四章 時(shí)域有限差分法4.1 三維物體的散射4.1.1 求解方案4.1.2 完全匹配吸收層4.1.3 Yee離散格式4.1.4 散射物體的剖分4.1.5 曲面邊界的處理4.1.6 單元大小及時(shí)間步長(zhǎng)的確定4.1.7 時(shí)域平面波4.1.8 時(shí)域入射平面波的計(jì)算4.1.9 散射截面的計(jì)算4.1.10 計(jì)算機(jī)程序的運(yùn)行結(jié)果4.2 若干特殊問(wèn)題的處理4.2.1 細(xì)導(dǎo)線的處理4.2.2 色散介質(zhì)的處理4.2.3 集中元件的處理4.3 矩量法、有限元法、時(shí)域有限差分法之比較參考文獻(xiàn)第五章 混合法5.1 涂層體的散射問(wèn)題5.1.1 求解總路5.1.2 求解方程的建立5.1.3 離散方程性態(tài)分析5.1.4 離散方程的求解及其數(shù)值結(jié)果5.1.5 小結(jié)5.2 電大尺寸金屬體上的線天線5.3 三維波導(dǎo)中不連續(xù)問(wèn)題參考文獻(xiàn)附記

章節(jié)摘錄

　　簡(jiǎn)而言之，離散積分方程數(shù)學(xué)表達(dá)形式的離散化方法稱為矩量法。由于積分方程自動(dòng)滿足輻射邊界條件，因而矩量法也就尤為適合求解開(kāi)域問(wèn)題，如散射和輻射問(wèn)題。細(xì)察矩量法之演進(jìn)，可以看出：這種方法不僅是起于開(kāi)域問(wèn)題，也是成于開(kāi)域問(wèn)題，更是臻于開(kāi)域問(wèn)題。因此，以求解散射問(wèn)題為例來(lái)講述矩量法，這樣不僅能便于簡(jiǎn)，更能得其要。矩量法歷經(jīng)40年之演進(jìn)，內(nèi)容之豐可想而知。即便僅局限于散射問(wèn)題，也非能在短短一章詳述之。然細(xì)思之，矩量法之要不出四端：①如何選取基函數(shù)和試函數(shù)；②奇異點(diǎn)的處理技術(shù)；③積分方程形式與離散矩降}生態(tài)之關(guān)系；④矩量法離散矩陣方程的快速求解技術(shù)。而矩量法在這四端中的重要進(jìn)展，在三維物體散射問(wèn)題中有著最集中的表現(xiàn)。這方面雖有專著論述，然細(xì)致完備者少。由此之故，本章就以求解三維物體散射問(wèn)題為例，詳述此四端。至于二維物體、周期結(jié)構(gòu)、二維半物體即旋轉(zhuǎn)對(duì)稱物體的散射，還有輻射問(wèn)題，本章末節(jié)將給出求解要點(diǎn)，詳細(xì)完整的求解留給讀者仿照進(jìn)行或參考文獻(xiàn)[1].[2]?！　?.1 三維金屬體的散射　　傳授問(wèn)題的求解技術(shù)，要在細(xì)致而完備。備而不細(xì)，求解技術(shù)易淪為不能解決問(wèn)題的泛泛說(shuō)辭；細(xì)而不備，求解技術(shù)會(huì)淪為不能解決問(wèn)題的支零技巧。本節(jié)起于三維金屬體散射問(wèn)題之?dāng)⑹?，止于?wèn)題的計(jì)算機(jī)求解結(jié)果。分節(jié)逐次介紹求解之每一步驟、遇到的每一細(xì)節(jié)?！　?hellip;…

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