Theory and Computation of Electromagnetic Fields pdf epub mobi txt 电子书下载 2026

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出版者:Wiley-IEEE Press

作者:Jian-Ming Jin

出品人:

页数:616

译者:

出版时间:2010-11-30

价格:USD 159.00

装帧:Hardcover

isbn号码:9780470533598

丛书系列:

图书标签:

教材
textbook
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电磁场
电磁理论
计算电磁学
麦克斯韦方程组
数值方法
电磁波
天线
微波
电磁兼容性
高等物理

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具体描述

This book is intended to serve as a textbook for an entry level graduate course on electromagnetics (first seven chapters) and for an advanced level graduate course on computational electromagnetics (last five chapters). Whereas there are several textbooks available for the graduate electromagnetics course, no textbook is available for the advanced course on computational electromagnetics. This book is intended to fill this void and present electromagnetic theory in a systematic manner so that students can advance from the first course to the second without much difficulty. Even though the first part of the book covers the standard basic electromagnetic theory, the coverage is different from that in existing textbooks. This is mainly the result of the undergraduate curriculum reform that occurred during the past two decades. Many universities reduced the number of required courses in order to give students more freedom to design their own portfolio. As a result, only one electromagnetics course is required for undergraduate students in most electrical engineering departments in the country. New graduate students come to take the graduate electromagnetics course with a significant difference in their knowledge of basic electromagnetic theory. To meet the challenge to benefit all students of backgrounds, this book covers both fundamental theories, such as vector analysis, Maxwell's equations and boundary conditions, and transmission line theory, and advanced topics, such as wave transformation, addition theorems, and scattering by a layered sphere.

《电磁场理论与计算》作者：XXX 出版社：XXX 出版日期：XXXX年XX月简介：《电磁场理论与计算》是一部系统深入探讨电磁现象基本原理及其计算方法的权威著作。本书旨在为读者提供一个坚实的理论基础，并介绍一系列先进的计算技术，以应对现代工程和科学研究中日益复杂的电磁场问题。全书结构严谨，内容翔实，逻辑清晰，既适合作为高等院校本科生和研究生学习电磁场理论的教材，也为从事相关领域研究和开发的工程师、科学家提供了宝贵的参考。本书的起点是麦克斯韦方程组，这是描述电磁现象的核心理论框架。作者将从最基本的概念出发，详细阐述静电场、静磁场和稳恒电流场的概念，推导并解析了各种典型场源的场分布。在此基础上，本书将深入探讨时变电磁场，详细分析电磁波的产生、传播、反射、折射以及衍射等现象。对于理解电磁波在不同介质中的行为，以及它们在无线通信、雷达、光学等领域的应用，本书提供了清晰的物理图像和数学描述。在理论阐述方面，本书高度重视概念的引入和推导的严谨性。作者不仅给出了数学公式，更注重其物理意义的解读，力求让读者深刻理解每个公式背后所代表的物理过程。例如，在讨论电磁波传播时，本书会结合惠更斯原理，生动形象地解释波的衍射和干涉现象。在静电场部分，作者会详细讲解高斯定律，并展示其在计算对称性场分布时的强大威力，同时也会深入讨论电势的概念，以及它与电场之间的关系。在静磁场部分，则会重点介绍安培环路定律，并分析其在计算均匀电流所产生磁场时的应用。除了经典电磁理论，本书还重点关注了现代电磁场计算技术。随着计算机技术的发展，数值方法在解决复杂电磁场问题中的作用日益凸显。《电磁场理论与计算》将系统介绍几种主流的数值计算方法，包括有限元方法（FEM）、有限差分时域方法（FDTD）和矩量法（MoM）等。有限元方法 (FEM)：本书将详细介绍FEM的离散化过程，如何构建基函数，如何求解代数方程组，以及其在处理复杂几何形状和非均匀介质时的优势。将通过具体算例，演示如何运用FEM分析天线辐射、散射、波导传播等问题。有限差分时域方法 (FDTD)：本书将深入阐述FDTD算法的基本原理，包括Yee网格的概念，如何进行时间步进，以及如何处理边界条件。本书将重点分析FDTD在分析瞬态电磁现象、电磁兼容性（EMC）以及电磁脉冲（EMP）效应等方面的应用。矩量法 (MoM)：本书将讲解MoM的积分方程形式，如何将其转化为矩阵方程，以及如何求解电流分布。MoM在分析金属结构天线、散射体以及等离子体等问题方面具有独特的优势，本书将通过实例予以说明。在介绍每种数值方法时，本书都将强调其理论基础、算法流程、优点与局限性，并结合实际工程问题进行案例分析。例如，在讲解FDTD时，会详细阐述其处理边界条件的方法，如完全匹配层（PML）和吸收边界条件（ABC），以避免数值反射。在讲解FEM时，则会分析不同阶次单元的选择对计算精度和效率的影响。对于MoM，则会讨论核函数以及线性方程组的求解策略。此外，本书还会涉及一些与电磁场理论和计算相关的进阶主题。例如，电磁兼容性（EMC）是现代电子设备设计中至关重要的一环，本书将探讨电磁干扰（EMI）的产生机制、传播途径以及抑制方法，并介绍相关的标准和测试技术。非线性电磁场也是一个重要的研究方向，本书将对铁磁材料的磁滞现象、饱和效应以及它们对电磁场行为的影响进行分析。对于电磁散射与辐射，本书将提供一套系统的理论框架，包括分析平面波散射的米氏理论、瑞利散射，以及天线辐射特性的计算方法，如方向图、增益、效率等。书中将展示如何利用所介绍的数值方法来求解复杂结构的散射截面以及分析新型天线的辐射性能。电磁感应及其在电磁器件中的应用也将是本书的重要组成部分。从法拉第感应定律出发，本书将深入探讨变压器、电动机、发电机等核心电磁器件的工作原理，并分析其设计中的关键参数。考虑到数值计算的精度和效率，本书还将专题讨论一些优化技术。这包括如何选择合适的网格密度，如何采用高效的线性方程组求解器，以及如何进行并行计算以加速仿真过程。对于初学者，本书会提供一些易于上手的编程示例，帮助他们理解和实现这些计算方法。为了使读者能够更好地掌握所学知识，本书在每个章节的末尾都配有精心设计的习题，涵盖了从理论推导到数值仿真的各个层面。这些习题不仅能够帮助读者巩固理论知识，更能培养他们独立分析和解决实际电磁场问题的能力。总而言之，《电磁场理论与计算》是一本集理论深度、计算广度与实践应用为一体的杰出著作。它不仅能够帮助读者建立起对电磁现象的深刻理解，更能武装他们掌握现代电磁场分析的先进工具，为他们在未来研究和职业生涯中应对各种挑战奠定坚实的基础。无论您是即将步入电磁场领域的学生，还是寻求提升专业技能的从业者，本书都将是您不可或缺的得力助手。