电磁波时域有限差分方法 - 中国高校教材图书网
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书名： |
电磁波时域有限差分方法
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| ISBN： | 7-5606-1059-5 |
责任编辑： | |
| 作者： |
葛德彪 闫玉波
相关图书
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装订： | 0 |
| 印次： | 1-1 |
开本： | 0 |
| 定价： |
￥20.00
折扣价：￥19.00
折扣：0.95
节省了1元
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字数： |
374千字
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| 出版社： |
西安电子科技大学出版社 |
页数： |
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| 出版日期： |
2002-04-01 |
每包册数： |
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| 国家规划教材： |
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省部级规划教材： |
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| 入选重点出版项目： |
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获奖信息： |
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| 内容简介： |
本书共11章。第一章为引言。第二章至第七章讨论FDTD基本原理，介绍Yee元胞及FDTD基本方程，数值稳定性，吸收边界条件，常用入射波形式及其引进方法，近-远场外推方法，网格剖分技术。第八章至第十章讨论FDTD的若干应用，包括分层介质反射、透射，散射和辐射计算。第十一章介绍FDTD的若干进展，包括非均匀网格FDTD，传递函数在FDTD中的应用，以及周期介质、色散介质、各向异性介质、随机粗糙面和含有集中元件的FDTD。书末附有近场彩色图和FDTD计算程序。
本书为研究生教材，也可作为相关专业研究人员、高校教师和高年级本科生的参考书。
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| 作者简介： |
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| 章节目录： |
第一章 引言 1
1.1 FDTD的发展及应用 1
1.2 FDTD基本点及FDTD计算区 4
1.3 本书目的和内容 5
参考文献 5
第二章 麦克斯韦方程及其FDTD形式 8
2.1 麦克斯韦方程和Yee元胞 8
2.2 直角坐标中的FDTD：三维情形 10
2.3 直角坐标中的FDTD：二维情形 15
2.4 直角坐标中的FDTD：一维情形 19
2.5 介质界面电磁参数选取 19
参考文献 24
第三章 数值稳定性 25
3.1 时间离散间隔的稳定性要求 25
3.2 Courant稳定性条件 26
3.3 数值色散对空间离散间隔的要求 27
3.4 差分近似后的各向异性特性 28
参考文献 31
第四章 吸收边界条件 32
4.1 Engquist Majda吸收边界条件 32
4.2 一阶和二阶近似吸收边界 34
4.3 二维Mur吸收边界条件的FDTD形式 36
4.4 二维角点的处理 39
4.5 三维吸收边界条件及其FDTD形式 42
4.6 棱边及角顶点的特殊考虑 46
4.7 Berenger完全匹配层 49
4.8 各向异性介质完全匹配层 60
参考文献 64
第五章 FDTD中常用激励源 66
5.1 几种随时间变化的源 66
5.2 时谐场振幅和相位的提取 71
5.3 时谐场建立的开关函数 72
5.4 平面波源和线电流源 74
5.5 电偶极子源 76
5.6 入射波的加入——总场边界条件 78
5.7 平面波的加入 85
参考文献 89
第六章 近—远场外推 90
6.1 等效原理 90
6.2 时谐场的外推：三维情形 92
6.3 时谐场的外推：二维情形 94
6.4 瞬态场的外推：三维情形 96
6.5 瞬态场的外推：二维情形 98
6.6 瞬态场外推时谐场 100
参考文献 101
第七章 网格剖分技术 102
7.1 亚网格技术：波动方程方法 102
7.2 可跨越介质边界的亚网格技术 107
7.3 共形网格技术：二维情况 110
7.4 共形网格技术：三维情况 114
7.5 细导线FDTD方法 116
7.6 柱坐标中FDTD 120
7.7 球坐标中FDTD 123
参考文献 127
第八章 FDTD计算平面界面时的电磁波传播 129
8.1 分层各向异性介质的反射和透射 129
8.2 表面阻抗边界条件的时域形式 132
8.3 用时域表面阻抗边界条件计算有耗地面反射 140
8.4 有耗地面反射从二维问题转化为一维问题 143
参考文献 144
第九章 FDTD计算电磁散射 146
9.1 散射目标的建模 146
9.2 内存与时间步估计及计算流程 150
9.3 二维算例 152
9.4 三维算例 157
9.5 三维问题转换为二维计算 162
9.6 平面波斜入射到无限长导体柱的散射 163
参考文献 167
第十章 FDTD计算天线辐射 168
10.1 轴对称情况柱坐标FDTD方法 168
10.2 同轴线内场的计算以及同轴线馈电口径处的耦合 175
10.3 金属平板上圆柱天线的辐射 179
10.4 金属平板上圆锥天线的辐射 182
10.5 带金属平板反射器的圆柱天线辐射 184
参考文献 186
第十一章 FDTD的若干进展 187
11.1 非均匀网格FDTD方法 187
11.2 散射传递函数的应用 190
11.3 周期结构FDTD 192
11.4 色散介质FDTD 196
11.5 有集中元件的FDTD 198
11.6 各向异性FDTD 203
11.7 粗糙面散射的FDTD 206
11.8 网络并行FDTD 208
参考文献 213
附录一 傅立叶变换及离散傅立叶变换 216
附录二 二维时谐场FDTD程序和算例 217
索引 245
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| 精彩片段： |
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| 书 评： |
时域有限差分（FDTD）方法自Yee（1966年）提出以来发展迅速，获得广泛应用。FDTD方法以Yee元胞为空间电磁场离散单元，将麦克斯韦旋度方程转化为差分方程，表述简明，容易理解，结合计算机技术能处理十分复杂的电磁问题；在时间轴上逐步推进地求解，有很好的稳定性和收敛性，因而在工程电磁学各个领域倍受重视。但是，近期文献主要讨论FDTD的深入发展和实际应用，有关FDTD基本内容均散见在一些早期文献。本书的目的是使读者清晰理解和掌握FDTD方法基本内容，在概念和数学表述上构筑通往编程的明确途径，在阅读本书以后能具备用FDTD处理所关心实际问题的必要知识。
本书共11章。第一章为引言。第二章至第七章讨论FDTD基本原理，介绍Yee元胞及FDTD基本方程，数值稳定性，吸收边界条件，常用入射波形式及其引进方法，近－远场外推方法和网格剖分技术。第八章至第十章讨论FDTD的若干应用，包括分层介质反射、透射，散射和辐射计算。第十一章介绍FDTD的若干进展，包括非均匀网格FDTD，传递函数在FDTD中的应用，以及周期介质、色散介质、各向异性介质和含有集中元件的FDTD等。书中给出一些计算例子。附录中简述了傅立叶变换和离散傅立叶变换，还给出二维FDTD计算程序，以便读者更好地理解和应用。书末附有若干FDTD算例的近场彩色图，这种电磁场可视化结果清楚地显示了电磁波传播的物理过程。
本书的形成与我们课题组多年的科研工作是分不开的，在此我们要感谢先后与我们一道工作的同事和同学，他们是李明之博士、郭利强研究员、石守元博士、王建国博士、李清亮博士、周依林副教授、姚纪欢博士、聂小春博士、葛宁博士，以及周其忠、朱之伟、黄河、郝彬、柴玫几位硕士和研究生郑宏兴、田春明、魏兵、邓威、朱湘琴、郑美艳等。多年工作中还得到印国泰研究员、王金荣教授、江长荫研究员、陈迎潮教授、王长清教授、高本庆教授等的真诚支持、合作与交流讨论，本书出版过程中夏大平同志作了大量细致的编辑工作，在此一并表示感谢。
限于作者学识水平，虽然数易书稿，书中难免仍有不足和疏漏，热忱欢迎专家、学者和读者对本书提出宝贵意见。
本书出版得到西安电子科技大学研究生教材建设基金的支持。
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