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电磁波时域计算方法:下册:时域有限元法

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作者葛德彪，魏兵著

出版社西安电子科技大学出版社

ISBN9787560635316

出版时间2014-11

装帧平装

开本16开

定价28元

货号8401748

上书时间2024-10-15

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品相描述：全新

商品描述: 作者简介
葛德彪，男，1961年毕业于武汉大学物理系。西安电子科技大学教授，博士生导师。中国电子学会会士，电磁科学院会士（Fellow of The Electromagnetics Academy）。1980～1982年为美国宾夕法尼亚大学（University of Pennsylvania）访问学者。1993年及1995年为美国德克萨斯大学达拉斯分校（University of Texasat Dallas）不错访问学者。被评为电子部很好教师（1985年），机械电子部有突出贡献专家（1991年），政府特殊津贴专家（1992年），陕西省学位委员会、陕西省教育委员会很好博士生指导教师（1998年）。

主要研究领域为电磁散射、逆散射及电磁成像，计算电磁学，复杂介质中的电磁波传播等。已发表学术刊物及会议论文多篇。出版著作有《电磁逆散射原理》（1987年），获机械电子部很好教材一等奖（1992年）；《电磁波时域有限差分方法》（2002年），被为研究生教学用书；《电磁波理论》（2011年）。

目录
第三部分  时域有限元（FETD）方法
  第10章  电磁场波动方程边值问题及其弱解形式
    10.1  电磁场矢量波动方程
      10.1.1  无耗介质情形
      lO.1.2  有耗介质情形
    10.2  二维标量波动方程
      10.2.1  TM波
      10.2.2  TE波
      10.2.3  无耗介质TM和TE波动方程的统一形式
    10.3  边界条件
      10.3.1  介质分界面边界条件
      10.3.2  标量波动方程的三类边界条件
    10.4  吸收边界条件
      10.4.1  两类辐射散射问题
      10.4.2  一阶吸收边界条件的标量式
      10.4.3  吸收边界条件的电场矢量式
      10.4.4  阻抗边界条件
    10.5  微分方程边值问题的弱解形式
  第11章  计算域空间单元和结点基函数
    11.1  计算域空间单元的划分
      11.1.1  结构单元和非结构单元
      11.1.2  一维二维和三维常用有限元单元
    11.2  一维直线单元
      11.2.1  结点基函数和长度坐标
      11.2.2  基函数单元积分公式
    11.3  二维三角形单元
      11.3.1  三角形单元和结点基函数
      11.3.2  三角形单元的面积坐标
      11.3.3  基函数单元积分公式
    11.4  二维矩形单元
      11.4.1  矩形单元和结点基函数
      11.4.2  基函数单元积分公式
    11.5  三维四面体单元
      11.5.1  四面体单元和结点基函数
      11.5.2  四面体单元的体积坐标
      11.5.3  基函数单元积分公式
    11.6  三维矩形块单元
  第12章  基于结点基函数的二维波动方程Galerkin有限元解
    12.1  无耗介质二维波动方程边值问题及其弱解形式
    12.2  弱解形式的有限元离散
      12.2.1  区域的单元划分和结点编号
      12.2.2  有限元矩阵方程
      12.2.3  一阶吸收边界条件的加入
    12.3  单元矩阵分量的计算
    12.4  全域矩阵和全域矢量的组合
      12.4.1  二单元区域的简单例子
      12.4.2  单元矩阵组合为全域矩阵的对号入座累加方法
      12.4.3  单元矢量组合为全域矢量的对号入座累加填充
    12.5  有耗介质二维TM波电场的矩阵方程
    12.6  Dirichlet边界条件的强加方法
  第13章  时域矩阵方程离散的Newmark方法
    13.1  基于前两步递推的Newmark—βγ方法
    13.2  基于前一步递推的Newmark方法
    13.3  Newmark—β方法
    13.4  有限元矩阵方程的求解
  第14章  基于结点基函数的一维和二维FETD
    14.1  一维FETD
      14.1.1  弱解形式
      14.1.2  有限元矩阵方程
      14.1.3  全域矩阵和全域矢量的组合
    14.2  面电流辐射
      14.2.1  面电流的加入和单向行波辐射
      14.2.2  算例
    14.3  二维TM波线电流辐射和散射
      14.3.1  线电流辐射
      14.3.2  近场分布显示和FETD数据处理
      14.3.3  线电流辐射与散射算例
    14.4  二维TE波线磁流辐射
  第15章  平面波加入方法和近场一远场外推
    15.1  一维FETD总场边界加源方法
      15.1.1  弱解形式
      15.1.2  有限元矩阵方程
      15.1.3  一维算例
    15.2  二维FETD总场边界加源方法
      15.2.1  弱解形式
      15.2.2  有限元矩阵方程
      15.2.3  激励源矢量中全域矩阵[Ms]和[Ks]的组合
      15.2.4  平面波与散射算例
    15.3  二维FETD总场区域加源方法
      15.3.1  弱解形式
      15.3.2  有限元矩阵方程
      15.3.3  平面波与散射算例
    15.4  二维TM波时谐场近场一远场外推
      15.4.1  远区场公式
      15.4.2  外推边界面上的等效电磁流
      15.4.3  外推边界上棱边积分的解析结果
      15.4.4  TM外推算例
    15.5  二维TE波时谐场近场—远场外推
      15.5.1  外推边界面上的等效电磁流
      15.5.2  TE外推算例
  第16章  棱边基函数
    16.1  二维矩形单元
      16.1.1  矩形单元棱边基函数
      16.1.2  基函数单元积分公式
    16.2  二维三角形单元
      16.2.1  三角形单元棱边基函数
      16.2.2  基函数单元积分公式
    16.3  三维矩形块单元
      16.3.1  矩形块单元棱边基函数
      16.3.2  基函数单元积分公式
    16.4  三维四面体单元
      16.4.1  四面体单元棱边基函数
      16.4.2  基函数单元积分公式
  第17章  基于棱边基函数的二维TE波FETD
    17.1  有耗介质二维TE波电场波动方程及其弱解形式
    17.2  有限元矩阵方程
    17.3  全域矩阵和全域矢量的组合
      17.3.1  二单元区域简单例子
      17.3.2  单元矩阵到全域矩阵的组合
      17.3.3  单元矢量到全域矢量的组合
    17.4  二维线磁流TE波辐射和散射
      17.4.1  线磁流的激励源矢量
      17.4.2  TE波近场分布显示及线磁流辐射算例
      17.4.3  线磁流TE波照射二维柱体散射
  第18章  TE平面波的加入和近场一远场外推
    18.1  总场一散射场区的弱解形式
    18.2  总场区域加源方法
      18.2.1  有限元矩阵方程
      18.2.2  激励源矢量中矩阵[Ms]和[Ks]的组合
      18.2.3  平面波加入和散射算例
    18.3  总场边界加源方法
      18.3.1  弱解形式和有限元矩阵方程
      18.3.2  激励源矢量的讨论
      18.3.3  平面波加入和散射算例
    18.4  二维TE波时谐场近场一远场外推
      18.4.1  外推边界面上的等效电磁流
      18.4.2  算例
  第19章  基于棱边基函数的三维FETD
    19.1  三维矢量波动方程及其矩阵方程
      19.1.1  矢量波动方程及其弱解形式与矩阵方程
      19.1.2  表面三角形单元矩阵分量的计算
      19.1.3  基于矩形块的结构性四面体单元
      19.1.4  电偶极子辐射算例
    19.2  平面波加入的总场区域加源方法
      19.2.1  弱解形式和矩阵方程
      19.2.2  激励源矢量中矩阵[Ms]和[Ks]的组合
      19.2.3  算例
    19.3  三维时谐场近场一远场外推
      19.3.1  外推边界面上的等效电磁流
      19.3.2  远区电磁场
      19.3.3  电流矩和磁流矩的直角分量
      19.3.4  算例
    19.4  三维瞬态场近场一远场外推
      19.4.1  外推边界面上的等效电磁流和远区场
      19.4.2  推迟势公式的直角分量和投盒子方法
      19.4.3  算例
    19.5  PML
      19.5.1  UPML频域波动方程及其弱解形式与矩阵方程
      19.5.2  时域矩阵方程
附录C  分部积分公式和Green定理
附录D  一维FETD程序
FETD参考文献
索引

内容摘要
葛德彪、魏兵编著的《电磁波时域计算方法（时域有限元法）》分为上下册，除引言外共三部分19章，分别讨论了时域积分方程（IETD）、时域有限差分（FDTD）和时域有限元（FETD）三种方法。对于IETD，首先导出势函数表述的电场磁场积分方程，经过试验过程和展开过程导出离散形式，再利用时间导数的差分近似获得时域步进公式，分析讨论了细导线、二维导体柱和三维导体的散射。对于FDTD，基于Yee元胞和中心差分近似直接将Maxwell旋度方程离散导出时域步进公式，讨论吸收边界、完全匹配层、总场边界和近场一远场外推公式，并用于散射计算；此外，还讨论了共形网格技术和色散介质的处理方法。对于FETD，从TM／TE标量波动方程或电场矢量波动方程及边界条件出发，应用Galerkin加权余量导出弱解积分形式；随后经过单元离散和结点或棱边基函数展开，导出单元矩阵方程，再运用组合获得时域矩阵微分方程，将时间导数应用Newmark方法离散后给出时域步进公式，讨论了激励源加入、总场边界和近场一远场外推公式并用于散射计算。三种方法都配有算例，附录中给出一维计算程序。上册和下册书末分别附有FDTD和FETD的电磁波近场分布彩图。
《电磁波时域计算方法（下时域有限元法）》可作为无线电物理、电磁场与微波技术、电子科学与技
术、电波传播等专业研究生的教材或教学参考书，也
可供有关学科教师、科技工作者、研究生和高年级大学生阅读参考。

精彩内容
本书分为上下册，除引言外共三部分19章，分别讨论了时域积分方程(IETD)、时域有限差分(FDTD)和时域有限元(FETD)三种方法。对于IETD，首先导出势函数表述的电场磁场积分方程，经过试验过程和展开过程导出离散形式，再利用时间导数的差分近似获得时域步进公式，分析讨论了细导线、二维导体柱和三维导体的散射。对于FDTD，基于Yee元胞和中心差分近似直接将Maxwell旋度方程离散导出时域步进公式，讨论吸收边界、接近匹配层、总场边界和近场－远场外推公式,  并用于散射计算；此外，还讨论了共形网格技术和色散介质的处理方法。对于FETD，从TM/TE标量波动方程或电场矢量波动方程及边界条件出发,  应用Galerkin加权余量导出弱解积分形式；随后经过单元离散和结点或棱边基函数展开,  导出单元矩阵方程，再运用组合获得时域矩阵微分方程，将时间导数应用 Newmark方法离散后给出时域步进公式，讨论了激励源加入、总场边界和近场－远场外推公式并用于散射计算。三种方法都配有算例，附录中给出一维计算程序。上册和下册书末分别附有FDTD和FETD的电磁波近场分布彩图。

  本书可作为无线电物理、电磁场与微波技术、电子科学与技术、电波传播等专业研究生的教材或教学参考书，也可供有关学科教师、科技工作者、研究生和高年级大学生阅读参考。

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