《電磁場數(shù)值計算與仿真分析》主要討論基于時域有限差分方法的電磁場仿真分析技術，依次介紹了有限差分方法的基本概念、電磁場時域有限差分法的原理與實現(xiàn)、電磁場仿真計算平臺的構建、電磁場理論與微波工程問題的仿真計算、電磁場并行計算方法研究等內容。書中注重理論和實踐的結合，在闡明算法原理的基礎上，詳細介紹了自行建立仿真系統(tǒng)的方法，并用豐富的計算實例說明了如何進行實際的仿真計算與分析。在附錄中列出了相關的計算機知識，以供需要時查閱。
本書可以作為電磁場與微波技術專業(yè)有關課程的教學用書，也可供從事電磁場理論研究和微波工程設計的相關人員參考。
第1章 電磁場理論基礎
1.1 電磁理論的物理基礎
1.2 麥克斯韋方程組
1.3 媒質的特性與本構方程
1.4 能量與功率
1.5 波動方程
1.6 電磁場中的輔助位函數(shù)
第2章 時域有限差分法的基本概念
2.1 時域有限差分方法的基本原理
2.2 邊界條件
2.2.1 理想導電體與理想導磁體邊界
2.2.2 解析形式的吸收邊界條件
2.2.3 基于匹配衰減材料的吸收邊界條件
2.3 數(shù)值色散
2.4 穩(wěn)定性分析 第1章 電磁場理論基礎
1.1 電磁理論的物理基礎
1.2 麥克斯韋方程組
1.3 媒質的特性與本構方程
1.4 能量與功率
1.5 波動方程
1.6 電磁場中的輔助位函數(shù)
第2章 時域有限差分法的基本概念
2.1 時域有限差分方法的基本原理
2.2 邊界條件
2.2.1 理想導電體與理想導磁體邊界
2.2.2 解析形式的吸收邊界條件
2.2.3 基于匹配衰減材料的吸收邊界條件
2.3 數(shù)值色散
2.4 穩(wěn)定性分析
2.5 復雜媒質的處理方法
2.5.1 有耗媒質
2.5.2 色散媒質
2.6 傳輸線方程的數(shù)值解法
2.6.1 傳輸線模型
2.6.2 傳輸線方程的數(shù)值解
第3章 電磁場時域有限差分方法
3.1 概述
3.2 Yee網格與三維迭代算法
3.3 數(shù)值色散和穩(wěn)定性分析
3.4 激勵源的設置
3.4.1 源隨時間變化的形式
3.4.2 常用的激勵源模型
3.5 Mur吸收邊界條件
3.6 完全匹配層吸收邊界條件
3.6.1 場分裂方法
3.6.2 單軸媒質完全匹配層吸收邊界條件
第4章 Meep電磁仿真系統(tǒng)的組成與構建
4.1 Linux系統(tǒng)的命令行操作方式
4.2 Linux系統(tǒng)中軟件安裝方法
4.2.1 源碼安裝
4.2.2 二進制包安裝
4.3 Meep電磁場仿真系統(tǒng)的組成
4.4 Meep電磁場仿真系統(tǒng)的構建
4.4.1 Unix和Linux系統(tǒng)上以源碼方式安裝
4.4.2 Linux和BSD系統(tǒng)上用二進制包安裝
4.4.3 其他操作系統(tǒng)上的安裝方法
4.5 Scheme語言的編程環(huán)境
4.5.1 Guile的安裝與使用
4.5.2 Guile環(huán)境下的Scheme語言程序設計
4.5.3 Scheme與C混合編程
4.6 數(shù)據(jù)管理與過程控制
4.6.1 libctl的設計原則
4.6.2 控制文件的基本組成
4.6.3 libctl中的函數(shù)參考
第5章 波導和微帶線的仿真計算
5.1 Meep仿真系統(tǒng)編程基礎
5.2 二維電磁問題仿真分析
5.3 矩形波導及其不連續(xù)性分析
5.3.1 矩形波導的解析求解與數(shù)值仿真
5.3.2 波導系統(tǒng)的網絡參數(shù)
5.3.3 波導不連續(xù)性的仿真分析
5.4 微帶電路的仿真計算
5.4.1 微帶線的基本結構與電磁特性
5.4.2 微帶電路的仿真計算
5.5 諧振腔的仿真計算
5.5.1 諧振腔概述
5.5.2 諧振腔的仿真計算實例
第6章 天線問題的仿真計算
6.1 天線問題的計算基礎
6.1.1 等效原理
6.1.2 輻射場計算
6.2 口徑面天線的仿真計算
6.3 一般天線的仿真計算
第7章 并行電磁場計算初步
7.1 并行計算的基本概念
7.1.1 并行計算機的體系結構
7.1.2 常用的并行計算系統(tǒng)
7.1.3 并行編程模型
7.1.4 并行計算的基本過程
7.2 并行計算環(huán)境的構建
7.2.1 PC機集群系統(tǒng)
7.2.2 消息傳遞接口MPI
7.3 Meep仿真系統(tǒng)中的并行程序設計
7.3.1 Meep仿真系統(tǒng)的C++語言接口
7.3.2 Meep仿真系統(tǒng)的并行程序設計
附錄A Linux操作系統(tǒng)簡介
A.1 Linux操作系統(tǒng)簡史
A.2 Linux操作系統(tǒng)的安裝與使用
A.3 Linux操作系統(tǒng)上的程序設計
附錄B Scheme程序設計語言基礎
B.1 概述
B.2 數(shù)據(jù)類型
B.3 變量和作用域
B.4 程序流程控制
B.5 過程的定義與調用
參考文獻
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