計(jì)算電磁學(xué)要論

前言

　　計(jì)算電磁學(xué)自20世紀(jì)60年代興起，至今四十余年。雖文獻(xiàn)浩瀚，所述問(wèn)題各異，然體例相仿：先述麥克斯韋方程的離散化，再述程序?qū)崿F(xiàn)的數(shù)值結(jié)果。蓋此二端實(shí)為計(jì)算電磁學(xué)之精要。不離散化，計(jì)算機(jī)無(wú)法運(yùn)行；無(wú)程序?qū)崿F(xiàn)的數(shù)值結(jié)果，無(wú)法令人信服。就離散化這一端而言，雖計(jì)算電磁學(xué)文獻(xiàn)繁雜，然離散方法不出三種：矩量法，有限元法，時(shí)域有限差分法。這三種方法離散機(jī)制不同，數(shù)值性能也絕異。簡(jiǎn)而言之，離散積分方程形式者為矩量法，離散泛函變分形式者為有限元法，直接離散時(shí)域麥克斯韋方程者為時(shí)域有限差分法。對(duì)這三種方法，已有不少專著進(jìn)行了總結(jié)，然大多是對(duì)某一方法進(jìn)行敘述，通而論之者少。即便有之，或由于出版年份過(guò)早未能對(duì)近年成果進(jìn)行總結(jié)，或由于體例之故未能簡(jiǎn)而要。就程序?qū)崿F(xiàn)這一端而言，現(xiàn)有論著往往只是給出最終的數(shù)值結(jié)果，對(duì)如何將離散化數(shù)學(xué)表達(dá)式轉(zhuǎn)化成計(jì)算機(jī)程序、程序運(yùn)行的數(shù)值性能如何，論之者少之又少，此實(shí)乃計(jì)算電磁學(xué)之缺憾。因?yàn)閷㈦x散化數(shù)學(xué)表達(dá)式轉(zhuǎn)化成正確運(yùn)行的計(jì)算機(jī)程序并非像想象中的那么容易，實(shí)際上計(jì)算電磁學(xué)每一項(xiàng)工作的大部分時(shí)間都在這一步上。而且方法、技巧頗多，程序效率精度往往因人而異。

內(nèi)容概要

本書以剖析典型電磁問(wèn)題求解過(guò)程的方式，對(duì)計(jì)算電磁學(xué)四十余年來(lái)發(fā)展的重要成果進(jìn)行了簡(jiǎn)明扼要的總結(jié)和論述。全書共五章。首章講述電磁規(guī)律的各種數(shù)學(xué)表述，為后續(xù)各章的基礎(chǔ)；第二、三、四章分別講述矩量法、有限元法、時(shí)域有限差分法，為計(jì)算電磁學(xué)的核心內(nèi)容；最后一章講的是混合法，為前述各章內(nèi)容的靈活運(yùn)用。

書籍目錄

第二版序第一版序前言第1章 電磁規(guī)律的數(shù)學(xué)表棕  1.1 電磁場(chǎng)的確定性矢量偏微分方程組  1.2 電磁場(chǎng)的矢量波動(dòng)方程  1.3 電磁場(chǎng)矢量積分方程  參考文獻(xiàn)第2章 矩量法  2.1 三維金屬體的散射  2.2 三維均勻介質(zhì)體的散射  2.3 三維非均勻介質(zhì)體的散射  2.4 若干其他問(wèn)題的矩量法求解要點(diǎn)  參考文獻(xiàn)第3章 有限元法  3.1 介質(zhì)填充波導(dǎo)本征模  3.2 三維波導(dǎo)不連續(xù)性問(wèn)題  3.3 三維物體的散射  3.4 點(diǎn)邊元  3.5 高階有限元  3.6 有限元法雜論  參考文獻(xiàn)第4章 時(shí)域有限差分法  4.1 三維物體的散射  4.2 若干特殊問(wèn)題的處理  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5章 混合法  5.1 混合高頻漸近方法和全波數(shù)值方法  5.2 全波數(shù)值方法之間的混合  參考文獻(xiàn)關(guān)鍵詞索引后記

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