計算電磁學時域有限差分法

內容簡介

本圖書主要講述了計算電磁學中時域有限差分（FDTD）方法的基本原理、高效算法及其編程實現，深入淺出地介紹了高等電磁理論基礎、FDTD方法工作原理、完美匹配層吸收邊界算法、電磁波束激勵算法、電磁材料模擬算法、仿真過程和後期處理，以及給出了以上各部分內容的編程方法和技巧。該書配有一維、二維和三維時域有限差分方法的MATALB原始代碼和詳細注釋，並給出了若干典型電磁和光學問題案例的建模仿真、編程思路和仿真結果。

圖書目錄

第1章緒論

1.1計算電磁學簡介

1.1.1計算電磁學的形成

1.1.2計算電磁學的特點

1.1.3計算電磁學的意義

1.2計算電磁學的重要數值計算方法

1.2.1矩量法

1.2.2有限元法

1.2.3有限差分法

1.3時域有限差分法的特點、發展和套用

1.3.1時域有限差分法的特點

1.3.2時域有限差分法的發展歷史

1.3.3時域有限差分法的套用領域

1.4本書內容的安排

參考文獻

第2章電磁理論

2.1矢量分析

2.1.1矢量代數與微分算符

2.1.2標量場的方嚮導數和梯度

2.1.3矢量場的散度和旋度

2.1.4標量場和矢量場的拉普拉斯運算

2.2電磁場論

2.2.1亥姆霍茲定理

2.2.2電場的散度和旋度

2.2.3磁場的散度和旋度

2.3物質本構關係

2.3.1電介質的極化與介電常數

2.3.2磁介質的磁化與磁導率

2.3.3導電媒質的傳導特性與電導率

2.4麥克斯韋方程組

2.4.1麥克斯韋方程組的微分形式

2.4.2麥克斯韋方程組的積分形式

2.4.3電磁場邊界條件

參考文獻

第3章工作原理

3.1二階中心差分格式

3.2電磁場量時空離散

3.3電磁場量更新公式

3.4穩定性條件

3.5數值色散

參考文獻

第4章邊界條件

4.1理想電導體邊界條件

4.2理想磁導體邊界條件

4.3周期邊界條件

4.4完全匹配層吸收邊界條件

4.4.1吸收邊界條件

4.4.2PML區域劃分和參數設定

4.4.3PML下電磁場量更新公式

參考文獻

第5章電磁波源

5.1電流源時頻特性

5.1.1時諧電流源

5.1.2脈衝電流源

5.2電流源激發電磁波

5.2.1面電流源

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基本介紹

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