工程电磁场数值计算PDF电子书下载

第1篇 工程电磁场数值分析的数理基础 1

第1章 电磁场的特性及其数学模型 1

1.1数学模型 1

1.2电磁场正问题数值分析的任务和内容 2

1.3电磁场逆问题数值分析的任务和内容 4

1.4电磁场的基本规律——麦克斯韦方程组 5

1.5场向量的微分方程 8

1.6位函数的微分方程 9

1.7定解条件 11

1.8电介质极化场的分析 13

1.9媒质磁化场的分析 15

1.10物理场的相似性 17

参考文献 17

第2章 离散方程组的计算机解法 19

2.1概述 19

2.2高斯消去法 20

2.3列主元消去法 23

2.4改进的平方根法 25

2.5松弛因子作自适应估计的SOR迭代法 26

2.6共轭梯度加速迭代法 29

2.7广义代数特征值问题的求解 31

附录2.1高斯消去法求解线性代数方程组程序 33

附录2.2高斯消去法求解对称正定线性代数方程组程序 34

附录2.3列主元消去法求解线性代数方程组程序 37

附录2.4改进的平方根法求解对称正定线性代数方程组程序 39

附录2.5松弛因子作自适应估计的SOR迭代法求解大型稀疏线性代数方程组程序 41

附录2.6共轭梯度雅可比加速迭代法求解大型稀疏线性代数方程组程序 44

附录2.7广义代数特征值问题Ax＝λBх的求解程序 48

参考文献 56

第2篇 电磁场正问题的数值分析 57

第3章 数值积分法 57

3.1概述 57

3.2梯形与辛普生求积公式 58

3.3高斯求积公式 60

3.4椭圆积分的数值计算 62

3.5基于场量积分式的数值积分法 63

3.6基于场源离散化的数值积分法 69

3.7典型算例 74

附录3.1变步长辛普生积分法程序 83

附录3.2二重积分的变步长辛普生积分法程序 86

附录3.3一维高斯积分法程序 88

应用算题 90

参考文献 92

第4章 有限差分法 93

4.1概述 93

4.2差分与差商 93

4.3差分格式的构造 95

4.4差分方程组的求解 99

4.5场强与电、磁积分量的计算 101

4.6典型算例 102

4.7等值点的寻求与描绘 110

4.8时域有限差分法 113

应用算题 120

参考文献 122

第5章 有限元法 123

5.1概述 123

5.2变分原理 124

5.3有限元法的基本原理 131

5.4有限元的前、后处理的基础技术 139

5.5平行平面和轴对称静态电、磁场的有限元方程 147

5.6非线性场中的有限元法 154

5.7时谐电磁场中的有限元法 161

5.8等参数有限元法 167

附录5.1一阶有限元法的通用计算程序 171

附录5.2规则平面域的自动剖分程序 181

附录5.3圆形域的自动剖分程序 185

附录5.4有限单元编号按媒质特性重行排序的程序 189

附录5.5磁化曲线数值逼近的程序 190

附录5.6等值线绘制的Matlab程序 191

应用算题 198

参考文献 201

第6章 模拟电荷法 202

6.1概述 202

6.2模拟电荷法的基本原理与应用 203

6.3模拟电荷的类型及其电位、场强系数的计算式 208

6.4典型算例 211

6.5优化模拟电荷法 219

应用算题 220

参考文献 221

第7章 矩量法 222

7.1概述 222

7.2矩量法的数学基础——加权余量法 222

7.3点匹配法与典型算例 228

7.4伽辽金有限元法 233

应用算题 236

参考文献 236

第8章 边界元法 237

8.1概述 237

8.2基础知识 238

8.3边界积分方程 240

8.4边界元方程及方法实施 242

8.5典型算例 248

附录8.1线性单元边界元法的通用计算程序 251

应用算题 258

参考文献 259

第3篇 电磁场逆问题的数值分析 260

第9章 电磁场逆问题 260

9.1概述 260

9.2优化算法 261

9.3参数计算与模型接口问题 261

9.4其他相关问题 262

9.5计算实例 262

参考文献 264

第10章 随机类全局优化算法 266

10.1概述 266

10.2模拟退火算法 266

10.3禁忌算法 267

10.4基因（遗传）算法 268

10.5表面响应模型 270

10.6矢量优化算法 271

10.7计算实例 273

参考文献 276

第4篇 数值计算的实践基础 277

第11章 上机指南 277

11.1上机环境 277

11.2Fortran77语言的应用 277

11.3标准C语言概述 285

11.4Matlab软件的应用 287

11.5上机算题的指导 289

附录11.1列主元消去法求解线性代数方程组程序 290

附录11.2二重积分的变步长辛普生积分法程序 293

附录11.3应用有限差分法求解长直接地金属槽中电场的计算程序 297

附录11.4电磁散射场（FDTD）的计算程序 301

附录11.5一阶有限元法的通用计算程序 306

参考文献 317

附录 318

附录A 坐标系统 318

附录B 矢量分析公式 318

应用算题解答与提示 321