电磁场数值计算与仿真分析

内容简介

《电磁场数值计算与仿真分析》主要讨论基于时域有限差分方法的电磁场仿真分析技术，依次介绍了有限差分方法的基本概念、电磁场时域有限差分法的原理与实现、电磁场仿真计算平台的构建、电磁场理论与微波工程问题的仿真计算、电磁场并行计算方法研究等内容。书中注重理论和实践的结合，在阐明算法原理的基础上，详细介绍了自行建立仿真系统的方法，并用丰富的计算实例说明了如何进行实际的仿真计算与分析。在附录中列出了相关的计算机知识，以供需要时查阅。
　　本书可以作为电磁场与微波技术专业有关课程的教学用书，也可供从事电磁场理论研究和微波工程设计的相关人员参考。

目录

第1章 电磁场理论基础
  1.1 电磁理论的物理基础
  1.2 麦克斯韦方程组
  1.3 媒质的特性与本构方程
  1.4 能量与功率
  1.5 波动方程
  1.6 电磁场中的辅助位函数
第2章 时域有限差分法的基本概念
  2.1 时域有限差分方法的基本原理
  2.2 边界条件
    2.2.1 理想导电体与理想导磁体边界
    2.2.2 解析形式的吸收边界条件
    2.2.3 基于匹配衰减材料的吸收边界条件
  2.3 数值色散
  2.4 稳定性分析
  2.5 复杂媒质的处理方法
    2.5.1 有耗媒质
    2.5.2 色散媒质
  2.6 传输线方程的数值解法
    2.6.1 传输线模型
    2.6.2 传输线方程的数值解
第3章 电磁场时域有限差分方法
  3.1 概述
  3.2 Yee网格与三维迭代算法
  3.3 数值色散和稳定性分析
  3.4 激励源的设置
    3.4.1 源随时间变化的形式
    3.4.2 常用的激励源模型
  3.5 Mur吸收边界条件
  3.6 匹配层吸收边界条件
    3.6.1 场分裂方法
    3.6.2 单轴媒质匹配层吸收边界条件
第4章 Meep电磁仿真系统的组成与构建
  4.1 Linux系统的命令行操作方式
  4.2 Linux系统中软件安装方法
    4.2.1 源码安装
    4.2.2 二进制包安装
  4.3 Meep电磁场仿真系统的组成
  4.4 Meep电磁场仿真系统的构建
    4.4.1 Unix和Linux系统上以源码方式安装
    4.4.2 Linux和BSD系统上用二进制包安装
    4.4.3 其他操作系统上的安装方法
  4.5 Scheme语言的编程环境
    4.5.1 Guile的安装与使用
    4.5.2 Guile环境下的Scheme语言程序设计
    4.5.3 Scheme与C混合编程
  4.6 数据管理与过程控制
    4.6.1 libctl的设计原则
    4.6.2 控制文件的基本组成
    4.6.3 libctl中的函数参考
第5章 波导和微带线的仿真计算
  5.1 Meep仿真系统编程基础
  5.2 二维电磁问题仿真分析
  5.3 矩形波导及其不连续性分析
    5.3.1 矩形波导的解析求解与数值仿真
    5.3.2 波导系统的网络参数
    5.3.3 波导不连续性的仿真分析
  5.4 微带电路的仿真计算
    5.4.1 微带线的基本结构与电磁特性
    5.4.2 微带电路的仿真计算
  5.5 谐振腔的仿真计算
    5.5.1 谐振腔概述
    5.5.2 谐振腔的仿真计算实例
第6章 天线问题的仿真计算
  6.1 天线问题的计算基础
    6.1.1 等效原理
    6.1.2 辐射场计算
  6.2 口径面天线的仿真计算
  6.3 一般天线的仿真计算
第7章 并行电磁场计算初步
  7.1 并行计算的基本概念
    7.1.1 并行计算机的体系结构
    7.1.2 常用的并行计算系统
    7.1.3 并行编程模型
    7.1.4 并行计算的基本过程