《计算电磁学》2010课件

gl_liu

谢谢老师，我也是刚学习计算电磁学，请问后面的课件会继续上传上来吗？为什么格式是pps的呢？

cem-uestc

三大定律还不能完整地描述电磁现象，如何完整分析电磁现象？有两个重要基础：
1、数学基础——矢量分析
2、场基础——场本质现象提取
三大定律是通过受力分析进行研究的，力、电流是矢量，要分析它们，需要矢量分析的知识，矢量的散度、旋度算子表示矢量在空间中点和在点上旋转的矢量微分算子，表示矢量在空间点的分布特性。它们的定义也是两个重要的积分定律：Gauss和Stokes定律，通过矢量算子的积分来降低积分维数。
库伦定律出发，Maxwell提取电场的概念，电荷之间的力是通过电场强度作用。电场矢量对点电荷的作用就用点上的矢量散度来分析。就是电场的高斯定律。
安培环路定律中电流感应的磁感应强度积分公式，利用矢量Stokes积分定律转换为安培微分方程。
法拉第定律的感应电动势公式合并，利用矢量Stokes积分定律转换为法拉第微分方程。
Maxwell基于矢量分析对三大公式的改写，得到三大定律的微分方程——电磁场本质的描述。但还不能反应整个电磁问题，还有介质中的电磁问题没有分析，在介质中的电磁场对应地引入两个概念：电感应强度（电位移矢量）和磁场强度，媒质本构方程得到四个场量之间的关系。最后通过类比，Maxwell假设位移电流项成全了经典电磁理论。
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这部分是电磁理论基础的基础内容，有大胆的假设和严格的数理推导过程，体现了科学研究思想和严谨的逻辑思维，这是理工科学生要学到的东西。

limo

赖师兄，你要是副高就好了，我给你当助教啊。

wxc198608

学习学习。。。

plqm1001

谢谢分享 我现在也是这个研究方向

cem-uestc

Maxwell对三大定律的改写得到的电磁场数学模型——Maxwell偏微分方程组，对于4个场矢量的方程组，要进行消元化简，得到一个场矢量的波动方程，根据不同情况得到不同的场波动方程。但矢量波动方程有3个分量的自由度，再进行化简，通过矢量恒等式引入矢量位和标量位，再由安培公式得到引入两个量的约束条件，这样化解得到达朗贝尔方程：只关于电流源、电荷源的波动方程。（这是博士考试的经典题目）。Maxwell微分方程、积分方程、波动方程、位函数方程以及后面讲解对应的泛函方程，几种形式是等价的，应用于不同电磁情况。对于散射的电磁情况（最后一章）的MOM，是一种加上边界的Maxwell方程。
媒质边界条件由于媒质边界场不连续性，要采用Maxwell积分方程进行分析，由边界区域极限得到媒质边界条件。

cem-uestc

电磁场的主要数值方法是算子方程的几种近似求解方法——加权余量法、差分法和瑞利-里茨（Rayleigh-Ritz）法与电磁场的数学模型——麦克斯韦方程组及其导出的积分方程、微分方程和与其等价的变分方程相结合的产物。这是王长清教授书上总结的，个人认为对电磁场的数值方法总结到位。计算电磁学就是对各电磁问题的数学模型（算子方程）进行数值计算，并考虑电磁问题计算的一些关键技术。个人认为计算电磁学的算法核心就是加权余量法，其差分法、瑞利-里茨法可以从加权余量法推导出来。

cem-uestc

在计算电磁学的应用中，左手材料、隐身材料的FDTD仿真，是针对特殊材料的FDTD算法，在算法上没有创新，是新的算法应用。
介绍常用的几种电磁仿真软件，提及这些软件的价格及这些软件都是国外的，有些网友把一些仿真软件当成是国内的软件，其实是中国人在国外开发的，从版权看是国外的。

lee007

给赖老师顶起！感谢分享{:6_944:}！

limo

赖老大，讲到哪里了，有没有进度表，我准备去听课去了