電磁波時(shí)程精細(xì)積分法

前言
第1章 緒論
1.1 計(jì)算電磁學(xué)的產(chǎn)生和意義
1.1.1 科學(xué)計(jì)算的作用和追求的目標(biāo)
1.1.2 計(jì)算電磁學(xué)的產(chǎn)生及其重要性
1.2 幾種重要的電磁場(chǎng)數(shù)值計(jì)算方法
1.2.1 矩量法
1.2.2 有限元法
1.2.3 邊界元法
1.2.4 時(shí)域有限差分方法
1.3 時(shí)程精細(xì)積分方法及其存在的問(wèn)題
1.4 電磁波時(shí)程精細(xì)積分方法及其存在的問(wèn)題
1.5 本書(shū)的目的和內(nèi)容
參考文獻(xiàn)
第2章 瞬態(tài)微分方程問(wèn)題的時(shí)程精細(xì)積分方法
2.1 瞬態(tài)渦流場(chǎng)的時(shí)程精細(xì)積分算法
2.2 基于子域技術(shù)的時(shí)程精細(xì)積分算法
2.3 時(shí)程精細(xì)積分算法的穩(wěn)定性分析
2.3.1 試驗(yàn)方程檢驗(yàn)方法
2.3.2 穩(wěn)定性分析的直接方法
2.3.3 穩(wěn)定性分析的一種簡(jiǎn)化方法
2.4 精細(xì)積分算法的精度分析——誤差上界與逼近機(jī)理
2.4.1 時(shí)間步長(zhǎng)膖的選擇
2.4.2 精細(xì)算法的誤差上界
2.4.3 逼近機(jī)理
2.5 時(shí)程精細(xì)積分方法中積分項(xiàng)的計(jì)算
2.5.1 激勵(lì)的線(xiàn)性擬合
2.5.2 辛普森積分法
2.5.3 高斯積分法
參考文獻(xiàn)
第3章 電磁波時(shí)程精細(xì)積分法——2階空間中心差分格式
3.1 電磁波時(shí)程精細(xì)積分法的基本原理
3.1.1 Maxwell方程和Yee元胞
3.1.2 電磁波時(shí)程精細(xì)積分法的時(shí)域遞推
3.1.3 介質(zhì)分界面電磁參數(shù)的選取
3.2 電磁波時(shí)程精細(xì)積分法解的數(shù)值穩(wěn)定性
3.3 電磁波時(shí)程精細(xì)積分法解的數(shù)值色散分析
3.3.1 數(shù)值色散的概念
3.3.2 電磁波時(shí)程精細(xì)積分法的數(shù)值色散分析
3.4 Engquist-Majda吸收邊界條件的應(yīng)用
3.4.1 Engquist-Majda吸收邊界條件
3.4.2 Engquist-Majda吸收邊界條件的空間離散形式
3.5 Berenger完全匹配層吸收邊界條件
3.5.1 PML介質(zhì)的定義
3.5.2 TE平面波在PML介質(zhì)中的傳播
3.5.3 平面波在兩種PML介質(zhì)分界面處的傳播
3.5.4 PML媒質(zhì)層的設(shè)置
3.5.5 PML媒質(zhì)層中的精細(xì)積分方程——二維情形
3.5.6 PML媒質(zhì)層中的精細(xì)積分方程——三維情形
3.6 時(shí)程精細(xì)積分法中激勵(lì)源的引入
3.6.1 強(qiáng)迫激勵(lì)源技術(shù)
3.6.2 入射波的加入——總場(chǎng)/散射場(chǎng)體系
3.7 近區(qū)場(chǎng)到遠(yuǎn)區(qū)場(chǎng)的外推
3.7.1 等效原理
3.7.2 近場(chǎng)-遠(yuǎn)場(chǎng)外推
3.8 數(shù)值示例
3.9 有耗介質(zhì)中電磁波時(shí)程精細(xì)積分法解的數(shù)值穩(wěn)定性和色散特性分析
3.9.1 數(shù)值穩(wěn)定性條件
3.9.2 數(shù)值色散特性
參考文獻(xiàn)
第4章 瞬態(tài)渦流場(chǎng)分析中的時(shí)程精細(xì)積分法
4.1 鐵磁材料中Maxwell旋度方程的空間離散形式
4.2 有耗媒質(zhì)的吸收邊界條件
4.2.1 有耗媒質(zhì)的一階近似吸收邊界條件
4.2.2 有耗媒質(zhì)一階近似吸收邊界條件的空間離散形式
4.3 鐵磁材料中電磁波傳播問(wèn)題的時(shí)程精細(xì)積分解
4.4 板狀鐵磁材料中電磁脈沖傳播特性計(jì)算
4.4.1 Maxwell方程的空間離散
4.4.2 邊界點(diǎn)處的常微分方程
4.4.3 精細(xì)積分算法解
4.4.4 數(shù)值結(jié)果與分析
4.4.5 基于渦流方程的時(shí)程精細(xì)積分算法解
參考文獻(xiàn)
第5章 電磁波時(shí)程精細(xì)積分法——4階空間中心差分格式
5.1 電磁波PITD（4）方法的基本原理
5.1.1 Maxwell方程和Yee網(wǎng)格
5.1.2 電磁波PITD（4）方法的矩陣形式
5.1.3 電磁波PITD（4）方法中媒質(zhì)分界面電磁參數(shù)確定
5.2 電磁波PITD（4）方法解的數(shù)值穩(wěn)定性分析
5.3 電磁波PITD（4）方法解的數(shù)值色散特性分析
5.3.1 電磁波PITD（4）方法的數(shù)值色散方程
5.3.2 空間采樣密度對(duì)電磁波PITD（4）方法數(shù)值相速度的影響
5.3.3 空間采樣密度對(duì)電磁波PITD（4）方法數(shù)值相速度各向異性的影響
5.3.4 時(shí)間步長(zhǎng)對(duì)電磁波PITD（4）方法數(shù)值色散特性的影響
5.4 數(shù)值算例
5.5 電磁波PITD（4）方法中激勵(lì)源的加入
5.5.1 面電流源在一維電磁波PITD（4）方法中的加入
5.5.2 線(xiàn)電流源在二維電磁波PITD（4）方法中的加入
5.6 電磁波PITD（4）方法的PML吸收邊界條件
5.6.1 電磁波PITD（4）方法的三維PML吸收邊界條件
5.6.2 電磁波PITD（4）方法的二維PML吸收邊界條件
5.6.3 理想導(dǎo)體附近的差分格式
5.6.4 用于電磁波PITD（4）方法的PML吸收邊界的吸收性能分析
參考文獻(xiàn)
第6章 電磁波時(shí)程精細(xì)積分法應(yīng)用中的子域技術(shù)
6.1 子域的劃分原則和子域邊界的處理
6.1.1 子域的劃分原則
6.1.2 一維問(wèn)題子域劃分
6.1.3 二維問(wèn)題子域劃分
6.1.4 三維問(wèn)題子域劃分
6.1.5 子域邊界的處理
6.2 單個(gè)子域內(nèi)的時(shí)程精細(xì)積分計(jì)算
6.3 子域計(jì)算結(jié)果的合成方法
6.3.1 一維問(wèn)題子域計(jì)算結(jié)果的合成方法
6.3.2 二維問(wèn)題子域計(jì)算結(jié)果的合成方法
6.3.3 三維問(wèn)題子域計(jì)算結(jié)果的合成方法
6.4 PML吸收邊界在基于子域技術(shù)的PITD（4）方法中的應(yīng)用
6.4.1 電磁波動(dòng)方程的空間離散形式
6.4.2 PML層用于截?cái)嘧佑蜻吔鐣r(shí)的子域劃分方法
6.4.3 子域問(wèn)題的計(jì)算
6.4.4 子域計(jì)算結(jié)果的合成方法
6.5 基于子域技術(shù)的PITD方法分析變壓器疊片鐵心中的渦流
6.5.1 計(jì)算模型
6.5.2 子域劃分及其子域邊界處理
6.5.3 子域計(jì)算結(jié)果合成
6.5.4 計(jì)算結(jié)果分析
6.6 基于子域技術(shù)的PITD（4）方法分析自由空間中二維電磁波傳播
6.7 基于子域技術(shù)的PITD（4）方法分析圓柱導(dǎo)體的散射
6.8 基于蛙跳格式的電磁波時(shí)程精細(xì)積分方法
6.8.1 L-PITD方法的空間離散形式
6.8.2 算例
參考文獻(xiàn)
第7章 電磁波時(shí)程精細(xì)積分法——小波Galerkin空間差分格式
7.1 基于小波Galerkin空間差分格式的電磁波時(shí)程精細(xì)積分法的基本原理
7.1.1 WG-PITD方法的空間差分格式
7.1.2 WG-PITD方法的時(shí)域遞推
7.2 無(wú)損耗介質(zhì)中WG-PITD方法解的數(shù)值穩(wěn)定性
7.3 無(wú)損耗介質(zhì)中WG-PITD方法解的數(shù)值色散特性
7.3.1 無(wú)損耗介質(zhì)中WG-PITD方法的數(shù)值色散方程
7.3.2 時(shí)間步長(zhǎng)對(duì)WG-PITD方法數(shù)值色散特性的影響
7.3.3 空間步長(zhǎng)對(duì)WG-PITD方法數(shù)值色散特性的影響
7.3.4 電磁波傳播方向?qū)G-PITD方法數(shù)值色散特性的影響
7.3.5 無(wú)損耗介質(zhì)中WG-PITD方法的數(shù)值超光速現(xiàn)象
7.4 有損耗介質(zhì)中WG-PITD方法解的數(shù)值穩(wěn)定性
7.4.1 有損耗介質(zhì)中WGTD方法的數(shù)值色散方程
7.4.2 有損耗介質(zhì)中WG-PITD方法的穩(wěn)定性條件
7.5 有損耗介質(zhì)中WG-PITD方法解的數(shù)值色散特性
7.5.1 有損耗介質(zhì)中WG-PITD方法的數(shù)值色散方程
7.5.2 時(shí)間步長(zhǎng)對(duì)WG-PITD方法數(shù)值色散特性的影響
7.5.3 空間步長(zhǎng)對(duì)WG-PITD方法數(shù)值色散特性的影響
7.5.4 電導(dǎo)率對(duì)WG-PITD方法數(shù)值色散特性的影響
7.5.5 電磁波傳播方向?qū)G-PITD方法數(shù)值色散特性的影響
7.5.6 電導(dǎo)率對(duì)WG-PITD方法數(shù)值色散各向異性的影響
參考文獻(xiàn)
第8章 電磁波時(shí)程精細(xì)積分法——廣義WG-PITD方法
8.1 廣義WG-PITD方法的空間離散形式
8.2 廣義WG-PITD方法解的數(shù)值穩(wěn)定性
8.3 廣義WG-PITD方法解的數(shù)值色散特性
8.3.1 廣義WG-PITD方法的數(shù)值色散方程
8.3.2 尺度函數(shù)對(duì)數(shù)值色散特性的影響
8.3.3 時(shí)間步長(zhǎng)對(duì)數(shù)值色散特性的影響
8.3.4 空間步長(zhǎng)對(duì)數(shù)值色散特性的影響
8.3.5 電導(dǎo)率對(duì)有損耗介質(zhì)中數(shù)值色散特性的影響
8.3.6 電磁波傳播方向?qū)?shù)值色散特性的影響
8.3.7 數(shù)值色散特性的各向異性
8.4 數(shù)值示例
8.4.1 計(jì)算模型
8.4.2 WG-PITD方法的計(jì)算精度和計(jì)算效率分析
8.4.3 廣義WG-PITD方法的計(jì)算精度和計(jì)算效率分析
參考文獻(xiàn)
第9章 柱坐標(biāo)系中的電磁波時(shí)程精細(xì)積分法
9.1 軸對(duì)稱(chēng)情況下柱坐標(biāo)系中的時(shí)程精細(xì)積分法
9.1.1 軸對(duì)稱(chēng)情況下柱坐標(biāo)系中時(shí)程精細(xì)積分法的空間差分格式
9.1.2 吸收邊界條件
9.2 數(shù)值算例
參考文獻(xiàn)