运动导体涡流场数值计算与应用

含运动导体的电磁场问题存在于许多工程领域和设备中，包括直线电机、电磁发射装置、磁悬浮列车、电磁制动装置等，运动导体涡流场数值计算是此类工程问题分析中的难点和热点问题。本书综合研究团队在运动导体涡流场数值计算方面取得的突破性成果，用Eulerian描述和Lagrangian描述两类坐标系，系统地论述运动导体涡流场分析的理论、数值方法及应用，并结合具体算例阐述程序实现过程中的要点。本书主要内容包括运动涡流场的数学模型、混合有限元法-有限体积法、组合网格法、有限元-边界元耦合法、非重叠Mortar有限元法、电流丝法。

目录
第1章 运动涡流场的数学模型/1
1.1 运动涡流场工程分析概况/2
1.1.1 运动涡流场工程问题与分析难点/2
1.1.2 运动涡流场数值计算研究现状/3
1.2 运动涡流场的控制方程与边界条件/6
1.2.1 运动涡流场基本方程/6
1.2.2 矢量磁位和标量电位表述/9
1.2.3 矢量电位和标量磁位表述/12
1.3 Eulerian和Lagrangian坐标系描述/14
参考文献/16
第2章 混合有限元法-有限体积法/20
2.1 有限元法的基本原理及离散方式/21
2.1.1 加权余量法/21
2.1.2 Galerkin有限元法/23
2.1.3 有限元法方程组形成/24
2.2 有限体积法的基本思路及离散方式/31
2.2.1 有限体积法的基本思路/31
2.2.2 有限体积法的区域离散方式/32
2.3 对流占优型对流扩散方程解的稳定性/34
2.3.1 对流占优型对流扩散方程特征/34
2.3.2 对流占优型对流扩散方程的解析解/35
2.3.3 对流占优型对流扩散方程数值解的分析/36
2.4 引入迎风因子的有限元法和有限体积法/40
2.4.1 迎风有限元法/40
2.4.2 迎风有限体积法/43
2.5 混合有限元法-有限体积法的实施/45
2.5.1 扩散项与源项的处理/45
2.5.2 对流项的处理/45
2.5.3 单元刚度矩阵的形成/50
2.6 混合有限元法-有限体积法应用实例/51
参考文献/61
第3章 组合网格法/63
3.1 已有的多重网格方法及其局限/64
3.2 CGM的基本原理/67
3.3 CGM的实施/69
3.3.1 实施步骤/69
3.3.2 实施案例/70
3.4 CGM应用实例/79
参考文献/85
第4章 有限元-边界元耦合法/86
4.1 FEM与BEM比较/87
4.2 BEM的基本原理及离散过程/89
4.2.1 BEM的基本原理/89
4.2.2 二维BEM的方程组形成/92
4.2.3 三维BEM的方程组形成/93
4.2.4 边界元奇异积分和接近奇异积分的解析计算/95
4.2.5 单元叠加/96
4.3 FE-BECM的实施/97
4.4 FE-BECM应用实例/99
4.4.1 FE-BECM应用算例1（Eulerian坐标系描述）/99
4.4.2 FE-BECM应用算例2（Lagrangian坐标系描述）/103
4.4.3 FE-BECM在三维运动导体涡流场中的应用/111
参考文献/118
第5章 非重叠Mortar有限元法/121
5.1 Mortar元法研究现状/122
5.2 NO-MFEM的基本原理/123
5.2.1 数学模型/123
5.2.2 区域分解/124
5.2.3 有限元离散/126
5.2.4 Mortar条件/127
5.3 NO-MFEM的实施/128
5.3.1 前处理/128
5.3.2 计算C矩阵/129
5.3.3 计算D矩阵/135
5.3.4 计算Q矩阵/138
5.3.5 方程组的形成/139
5.3.6 方程组的求解/151
5.4 NO-MFEM应用实例/154
5.4.1 电磁继电器算例/154
5.4.2 三维静电场算例/167
5.4.3 在运动导体涡流场中的应用/170
参考文献/176
第6章 电流丝法/179
6.1 电流丝模型方法的基本原理/180
6.2 基于CFM方法的线圈发射器计算方法/180
6.3 CFM方法试验原理验证/187
6.4 CFM方法应用实例/191
6.4.1 线圈发射器应用/191
6.4.2 线圈发射器的场-路结合分析/193
参考文献/200

含运动导体的电磁场问题存在于许多工程领域和设备中，包括直线电机、电磁发射装置、磁悬浮列车、电磁制动装置等，运动导体涡流场数值计算是此类工程问题分析中的难点和热点问题。本书综合研究团队在运动导体涡流场数值计算方面取得的突破性成果，用Eulerian描述和Lagrangian描述两类坐标系，系统地论述运动导体涡流场分析的理论、数值方法及应用，并结合具体算例阐述程序实现过程中的要点。本书主要内容包括运动涡流场的数学模型、混合有限元法-有限体积法、组合网格法、有限元-边界元耦合法、非重叠Mortar有限元法、电流丝法。