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MATLAB模拟的电磁学时域有限差分法（原书光盘资料）# {" y+ ^2 O# N/ C/ W: T' h3 q
7 Y3 K$ i) @% v
9 m% X. `5 D- n8 c
摘要: MATLAB语言具有编程简单，并可以给出精美图像的特点，它已成为理工科大学生必备的系统工具平台。其完备的工具箱功能，使得MATLAB日益受到大学生和工程师们的喜爱。《MATLAB模拟的电磁学时域有限差分法》
( i; d/ f* E: M& `目录
8 B& ?+ H' b1 i6 W第1章 FDTD简介" E4 {9 `: H" g3 \: |, T
1.1 时域有限差分法的基本方程1 D+ x& o( N- S+ T2 w: b2 |
1.2 导数的差分近似. d6 Y) c5 @. H0 l2 x
1.3 三维问题的FDTD更新方程7 C. N i: S m) C! L* L- R, S
1.4 二维问题的FDTD迭代方程
; O$ x. ~8 K! a% R8 l1.5 一维FDTD问题的更新方程( }! ^: e/ d( \
1.6 练习
- ~& A- U3 x" [! Y/ Y$ e4 Z
1 @ A# x9 \) Z! ^8 F第2章 数值稳定性和色散
O/ p) a. o! e2.1 数值的稳定性. [$ u3 D0 a, Y& e
2.1.1 时域算法中的稳定性* M W9 t$ R9 I3 @
2.1.2 FDTD方法的CFL稳定条件) o7 S' M7 p8 }$ g
2.2 数值色散
/ C3 r8 k- r! _8 J5 y2.3 练习
8 j' \9 w8 S- L. f9 R
2 U v! i; m; F+ p第3章 在Yee网格中创建目标2 C2 G) H9 ~: l# o
3.1 目标的定义$ F5 V; g* X. s4 H( \+ f* p
3.1.1 定义问题空间参量0 @/ n3 |1 r( c! b! K* Z( D3 I
3.1.2 在问题空间中定义目标
4 q' ?2 p) z2 T; W8 c3.2 媒质近似
, {$ j! s& C/ g# t2 N; T3.3 切向和法向分量的子网格平均方案
/ a5 c, O4 r' X& _- u3.4 定义目标
" W4 j& _; X; l. V4 E! e0 D9 u" c+ W3 K3.5 创建媒质网格. c4 U! q+ D% c/ Q' j1 V1 Q( _
3.6 改善8个网格平均
D' t% I( M. r+ `# O5 A% O3 O3.7 练习* s1 s6 _0 o7 B$ H) F7 @
. h3 }) Q4 i c2 C) |第4章 有源和无源集总参数电路
7 R( k% E( i$ z% O( L0 u1 w: G! r7 J4.1 FDTD中集总参数元件的更新公式+ ^' w& y$ a$ ^2 Y
4.1.1 电压源
& \7 o2 ^$ _* d4.1.2 硬激励电压源
0 Z r3 ^8 s+ ?" m; B8 ~4.1.3 电流源+ f: A7 ?$ E* \& c& e
4.1.4 电阻的FDTD建模
3 V$ O- {' Y1 ~9 a% @/ u: `4.1.5 电容的FDTD建模
$ _8 m4 }, T( Q8 _7 W9 q4.1.6 电感的FDTD建模
0 m) ^! k" D) c; n6 O- ?4.1.7 位于表面或体积内的集总参数元件' t& i2 n( ^$ I. X5 |. r C$ c1 H
4.1.8 二极管的FDTD模拟8 a) {5 o, ^: H. l2 t. M
4.1.9 总结
5 l3 X' W) i4 l: I7 R! ~: L2 D/ r4.2 集总参数元件的定义，初始化和模拟- S* z: }+ \% w# S9 W4 f
4.2.1 集总参数元件的定义2 |, L8 d/ j$ r$ A5 h: D( u
4.2.2 FDTD参量和数组的初始化' ^( U2 A9 N2 z$ J g. T7 w
4.2.3 集总参数元件的初始化9 d' w; P/ d6 q- M2 _" g8 M
4.2.4 更新系数的初始化/ m5 Z4 i' F. |6 p1 m
4.2.5 电场和磁场以及电压和电流的取样
- [% \% X, {1 _' _" O8 s9 [) T4.2.6 输出参数的定义与初始化 }9 g7 T# s% h9 E% V+ A! z3 K: h, V% ]
4.2.7 运行FDTD模拟：时进循环# ^/ _% S3 f4 S- s; Q3 z& c! |- ^
4.2.8 显示FDTD模拟结果5 \7 w% |- d- {
4.3 模拟例子
' ~6 @5 `; ?: ^8 F4.3.1 正弦波电压源激励的电阻
, `, J% @4 [3 |1 Z9 R- s4.3.2 由正弦波源激励的二极管
+ x( C |7 a8 o* c2 X5 }4.3.3 由单位阶跃电压源激励的电容8 g7 O& M1 ~" \( l1 l# n1 g5 U
4.4 练习
2 U; x. i& Q5 k7 N4 M
! f. ]! B- a% P9 A- D% e& l2 L+ c第5章 激励源的波形与从时域到频域的变换
, S2 q# ^- y$ z4 w/ R/ L5.1 常用FDTD仿真波形1 R. v7 q& H. D2 G
5.1.1 正弦波形# L& q, {, O0 _& R4 a# [* Q
5.1.2 高斯波形
' ~% ~% O2 H7 {8 h# b9 L- H5.1.3 高斯波形的导数归一化$ D7 ]" D" r# }8 u: u+ t2 Y* w
5.1.4 余弦函数调制的高斯波形8 _: m8 q x9 j5 ~( E
5.2 FDTD模拟中激励源的定义和初始化
$ Y' C$ R+ w# y3 Q8 Q4 e' l5.3 从时域到频域的变换
# J* ?& l n; |( j5.4 仿真举例
* D. N% s0 B, s( E# Z5.4.1 由傅里叶变换重新获得时域波形
+ h3 G0 n0 L9 r4 _: k- ?, ~5.4.2 由余弦调制高斯波形激励的RCL电路
) G, E! v4 |# _: V" ]' n, F! ] m5.5 练习
& a" ^8 Y% ^3 A1 v5 x( f$ ] m
第6章 散射参量
8 y$ T. k2 i% o5 n2 |6.1 S参量和回波损耗的定义4 G# c1 `) Q/ {: v7 ?/ ^
6.2 S参数的计算
! [2 [# d$ o3 b+ w4 ]1 Z& ^6.3 模拟例子6 G; z: q5 m& n/ _
6.3.1 1/4波长变换器0 ]2 [* a6 ], |2 D" ?
6.4 练习
/ N8 D- g4 M- b1 ^8 l
3 g1 O6 o6 p8 f第7章 完善匹配层吸收边界* l- f* {! m5 t( n6 d/ Z! X' I3 v
第8章 卷积完善匹配层
6 l5 L( r: s+ M第9章 近场到远场的变换: i2 {: _) C* N" k( H# \2 G
第10章 细导线模拟
+ y4 C# x$ Q, q第11章 散射体公式! y. g9 v& S. M5 B
第12章 时域有限差分计算的图形处理单元的加速" _) e8 @; W4 H, B/ r/ ~ J; K# h9 ~
5 T$ b- w/ W5 Q$ n$ b3 @
附录A 一维FDTD代码
- H! }* b% ~8 C% E9 n+ M9 x( x. b附录B 三维结构的卷积完善匹配层区域及相关场的更新计算, C) j p8 y0 K- S3 C, J8 t( ~
附录C 计算远场方向的MATLAB代码
5 C; U, r; E" e& e' ]7 r6 S1 O* Q5 T" n+ n9 p
( ]9 b# Z3 d+ X4 o8 p$ m! U' Q
/ S" W1 B& c* M/ P; h/ [. {" `1 |* n) h
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发表于 2019-3-13 07:00
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