本書介紹了工程電磁場(chǎng)理論及有限元方法，重點(diǎn)給出了應(yīng)用開源有限元分析軟件FreeFEM進(jìn)行二維及三維低頻電磁場(chǎng)問題自編程計(jì)算的方法和技巧，并對(duì)約30個(gè)典型問題進(jìn)行編程求解。

推薦序一

推薦序二

前言

第1章電磁場(chǎng)有限元計(jì)算的基本理論

1.1電磁場(chǎng)基本理論

1.1.1麥克斯韋方程組

1.1.2標(biāo)量及矢量位函數(shù)表示的電磁場(chǎng)方程

1.1.3電磁場(chǎng)問題的邊界條件

1.1.4電磁場(chǎng)的激勵(lì)源

1.2電磁場(chǎng)數(shù)值計(jì)算有限元法介紹

1.2.1二維靜電場(chǎng)有限元法初步

1.2.2前處理網(wǎng)格技術(shù)

1.2.3電磁場(chǎng)量的后處理方法

參考文獻(xiàn)

第2章FreeFEM軟件介紹及基本編程方法

2.1FreeFEM軟件簡(jiǎn)介

2.2入門指南

2.2.1FreeFEM語(yǔ)言的特色及功能

2.2.2FreeFEM程序的開發(fā)流程

2.3FreeFEM腳本編程語(yǔ)法介紹

2.3.1數(shù)據(jù)類型

2.3.2主要類型

2.3.3保留字及全局變量

2.4網(wǎng)格生成功能

2.4.1square網(wǎng)格生成命令

2.4.2區(qū)域邊界的定義

2.4.3三維網(wǎng)格生成

2.4.4網(wǎng)格數(shù)據(jù)格式及讀寫

2.5靜電場(chǎng)問題FreeFEM編程舉例

參考文獻(xiàn)

第3章二維電場(chǎng)計(jì)算的有限元方法及FreeFEM代碼

3.1二維靜電場(chǎng)問題

3.1.1二維平面靜電場(chǎng)控制方程

3.1.2二維平面靜電場(chǎng)有限元計(jì)算格式

3.1.3二維軸對(duì)稱靜電場(chǎng)控制方程

3.1.4二維軸對(duì)稱靜電場(chǎng)有限元計(jì)算格式

3.1.5算例1TEAM 33B靜電場(chǎng)問題

3.1.6算例2多導(dǎo)體系統(tǒng)電容矩陣的計(jì)算

3.1.7算例3圓柱形電容器自電容的計(jì)算

3.2二維直流傳導(dǎo)電場(chǎng)問題

3.2.1二維平面直流傳導(dǎo)電場(chǎng)控制方程

3.2.2二維平面恒定電流場(chǎng)有限元計(jì)算格式

3.2.3二維軸對(duì)稱直流傳導(dǎo)電場(chǎng)

3.2.4二維軸對(duì)稱恒定電流場(chǎng)有限元計(jì)算格式

3.2.5算例4金屬薄片電阻計(jì)算

3.2.6算例5半球接地極接地電阻計(jì)算

3.3二維交流傳導(dǎo)電場(chǎng)問題

3.3.1二維平面交流傳導(dǎo)電場(chǎng)控制方程

3.3.2二維平面交流傳導(dǎo)電場(chǎng)的有限元計(jì)算格式

3.3.3二維軸對(duì)稱交流傳導(dǎo)電場(chǎng)控制方程

3.3.4二維軸對(duì)稱交流傳導(dǎo)電場(chǎng)的有限元計(jì)算格式

3.3.5算例6有損電介質(zhì)平板電容器的介質(zhì)損耗計(jì)算

3.3.6算例7電纜接頭的交流電場(chǎng)計(jì)算

3.4二維瞬態(tài)電場(chǎng)問題

3.4.1二維平面瞬態(tài)電場(chǎng)控制方程

3.4.2二維平面瞬態(tài)電場(chǎng)有限元計(jì)算格式

3.4.3二維軸對(duì)稱瞬態(tài)電場(chǎng)

3.4.4二維軸對(duì)稱瞬態(tài)電場(chǎng)有限元計(jì)算格式

3.4.5算例8多層電容器瞬態(tài)電場(chǎng)分析

3.4.6算例9圓盤形電容器瞬態(tài)電場(chǎng)分析

參考文獻(xiàn)

第4章二維磁場(chǎng)計(jì)算的有限元方法及FreeFEM代碼

4.1二維靜磁場(chǎng)問題

4.1.1二維平行平面靜磁場(chǎng)控制方程

4.1.2二維平面靜磁場(chǎng)有限元格式

4.1.3二維軸對(duì)稱靜磁場(chǎng)控制方程

4.1.4二維軸對(duì)稱靜磁場(chǎng)有限元格式

4.1.5算例1兩塊矩形永磁體的作用力（xy平面坐標(biāo)）

4.1.6算例2無(wú)限長(zhǎng)平行輸電線回路單位長(zhǎng)度的電感（xy坐標(biāo)）

4.1.7算例3兩個(gè)線圈的作用力（rz坐標(biāo)）

4.1.8算例4螺線管中心軸線Bz的解析解以及電感計(jì)算（rz坐標(biāo)）

4.2二維渦流場(chǎng)（時(shí)諧磁場(chǎng)/交流磁場(chǎng)）問題

4.2.1二維平面渦流場(chǎng)控制方程

4.2.2二維平面渦流場(chǎng)有限元格式

4.2.3二維軸對(duì)稱渦流場(chǎng)控制方程

4.2.4二維軸對(duì)稱渦流場(chǎng)有限元格式

4.2.5算例5TEAM Workshop Problem 30 A：二維平面渦流場(chǎng)分析

4.2.6算例6單匝實(shí)體線圈之間的互感

4.3二維瞬態(tài)磁場(chǎng)問題

4.3.1二維平面瞬態(tài)磁場(chǎng)控制方程

4.3.2二維平面瞬態(tài)磁場(chǎng)有限元格式

4.3.3二維軸對(duì)稱瞬態(tài)磁場(chǎng)控制方程

4.3.4二維軸對(duì)稱瞬態(tài)磁場(chǎng)有限元格式

4.3.5算例7TEAM Workshop第30A問題：二維平面瞬態(tài)磁場(chǎng)分析

4.3.6算例8TEAM Workshop第9-1問題：柱對(duì)稱瞬態(tài)磁場(chǎng)計(jì)算

參考文獻(xiàn)

第5章三維電場(chǎng)計(jì)算的有限元方法及FreeFEM代碼

5.1三維靜電場(chǎng)問題

5.1.1三維靜電場(chǎng)控制方程

5.1.2三維靜電場(chǎng)有限元格式

5.1.3電容矩陣的提取及靜電力的計(jì)算方法

5.1.4算例1孤立金屬球電容的計(jì)算

5.1.5算例2兩個(gè)導(dǎo)體球系統(tǒng)的電容計(jì)算

5.2三維直流傳導(dǎo)電場(chǎng)問題

5.2.1三維直流傳導(dǎo)電場(chǎng)控制方程

5.2.2三維直流傳導(dǎo)電場(chǎng)有限元格式

5.2.3損耗的計(jì)算及電阻矩陣的提取

5.2.4算例3三維接地電阻計(jì)算問題

5.3三維交流傳導(dǎo)電場(chǎng)問題

5.3.1三維交流傳導(dǎo)電場(chǎng)控制方程

5.3.2三維交流傳導(dǎo)電場(chǎng)有限元計(jì)算格式

5.3.3算例4平板電容器（有損電介質(zhì)）

5.4三維瞬態(tài)電場(chǎng)問題

5.4.1三維瞬態(tài)電場(chǎng)控制方程

5.4.2三維瞬態(tài)電場(chǎng)有限元格式

5.4.3算例5三維麥克斯韋電容器（有損電介質(zhì)）

參考文獻(xiàn)

第6章三維低頻磁場(chǎng)計(jì)算的有限元方法及FreeFEM編程案例

6.1三維靜磁場(chǎng)問題

6.1.1三維靜磁場(chǎng)控制方程、激勵(lì)源及邊界條件

6.1.2三維靜磁場(chǎng)矢量磁位法（A→方法）

6.1.3三維靜磁場(chǎng)標(biāo)量磁位方法（Ω方法）

6.1.4三維靜磁場(chǎng)混合有限元方法（H→方法）

6.1.5Whitney矢量單元基函數(shù)

6.1.6算例13D螺線管（A→-χ方法）

6.1.7算例13D螺線管（H→方法）

6.1.8算例13D螺線管（T→0-Ω方法）

6.1.9算例2永磁體間作用力

6.2三維渦流場(chǎng)問題

6.2.1三維渦流場(chǎng)控制方程、激勵(lì)源及邊界條件

6.2.2三維渦流問題A→-φ方法的數(shù)學(xué)表達(dá)

6.2.3三維渦流問題A→-φ方法的有限元格式

6.2.4三維渦流問題的A→�撤椒�

6.2.5三維渦流問題A→�撤椒ㄓ邢拊�格式

6.2.6算例3TEAM Workshop第7基準(zhǔn)問題：頻域損耗計(jì)算（A→-φ方法）

6.2.7算例4功率電感參數(shù)提�。ˋ→�掣袷剑�

6.3三維瞬態(tài)磁場(chǎng)問題

6.3.1三維瞬態(tài)磁場(chǎng)控制方程、激勵(lì)條件及邊界條件

6.3.2三維瞬態(tài)磁場(chǎng)有限元格式

6.3.3算例5TEAM Workshop第7基準(zhǔn)問題：時(shí)域瞬態(tài)磁場(chǎng)分析

參考文獻(xiàn)