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計算電磁學時域有限差分法

  • 作者：編者:林志立
  • 出版社：清華大學
  • ISBN：9787302541356
  • 出版日期：2019/12/01
  • 裝幀：平裝
  • 頁數：232
人民幣：RMB 79 元      售價：元
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內容大鋼
    本書主要介紹計算電磁學時域有限差分（FDTD）方法的工作原理、演算法設計及編程實現，涉及內容包括FDTD方法的特點和歷史、電磁場基本理論、FDTD方法工作原理、模擬邊界條件、電磁波激勵演算法、材料模擬演算法、電磁模擬處理，以及典型電磁學和光學問題的編程模擬案例。本書最後配有一維、二維和三維電磁模擬案例的完整MATLAB源代碼和註釋，可供計算電磁學研究領域的讀者學習和參考。
    本書適合作為高等院校師生及科研院所專業人員從事計算電磁學研究領域的自主學慣用書和科研參考書，也可作為電磁場與微波技術、無線電物理、光學工程等專業研究生和高年級本科生的教學參考書。
作者介紹
編者:林志立
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、發展和應用
    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  時域有限差分法的應用領域
  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
    4.4.2  PML區域劃分和參數設置
    4.4.3  PML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
    5.2.2  線電流源
    5.2.3  電偶極子源
  5.3  總場散射場邊界條件
    5.3.1  一維總場散射場邊界條件
    5.3.2  二維總場散射場邊界條件
    5.3.3  三維總場散射場邊界條件
  5.4  利用邊界條件引入平面波
    5.4.1  一維輔助平面波
    5.4.2  一維平面波的引入
    5.4.3  二維平面波的引入
    5.4.4  三維平面波的引入
  參考文獻
第6章  材料模擬
  6.1  理想電介質
  6.2  理想磁介質
  6.3  導電媒質
  6.4  色散材料
    6.4.1  德拜色散材料
    6.4.2  德魯德色散材料
    6.4.3  洛倫茲色散材料
  參考文獻
第7章  模擬處理
  7.1  電磁波功率和能量參數的提取
    7.1.1  時變電磁場的能流密度
    7.1.2  時諧電磁場的平均能流密度
    7.1.3  電磁波瞬時功率的提取
    7.1.4  電磁波能量的提取
    7.1.5  激光光強和平均功率的提取
  7.2  時域電磁場的頻域變換
  7.3  時諧電磁波的振幅提取
    7.3.1  峰值檢測法
    7.3.2  兩點法
    7.3.3  積分公式法
  7.4  模擬過程和結果可視化編程
    7.4.1  模擬過程可視化編程
    7.4.2  模擬過程動畫文件製作
    7.4.3  模擬結果圖片文件保存
  參考文獻
第8章  模擬案例
  8.1  FDTD編程實現
  8.2  FDTD模擬案例
    8.2.1  一維模擬案例： 四分之一波長匹配層的增透特性
    8.2.2  二維模擬案例： 負折射率平板透鏡的亞波長成像特性
    8.2.3  三維模擬案例： 高斯光束入射玻璃內氣泡的散反射特性

  參考文獻

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