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内容简介
本书全面系统地阐述了电磁场有限元法的基本原理和应用.全书共分三篇:第一篇为电磁场有限单元法的数学基础.深入浅出地介绍了线性代数,泛函分析和数理方程中与电磁场有限单元法有关的基本概念、原理、定理和公式.第二篇为电磁场的有限单元法.全面系统地介绍了以变分原理为基础的有限单元法以及Helmholtz、Laplace和Poisson方程的有限元解法,讨论了波动方程的有限元解,导出了几种常用单元的有限元方程.还详细讨论了场变量模型、高次单元和等参数等问题.第三篇为电磁场有限单元法的线性代数计算方法.简明扼要地介绍了求解电磁场有限单元方程常用的几个算法.
本书把电磁场有限单元法的数学基础、基本原理、应用方法和有关的计算方法有机地结合在一起,形成了一个完整的体系.可供从事电子器件、微波技术、天线理论、电子光学及电机工程等方面工作的科技人员和研究生参考,也可供大专院校有关专业师生参考.
目录
- 序言
第一篇 电磁场的有限单元法的数学基础
第一章 线性代数
§1 引言
§2 行列式
§3 向量
§4 矩阵
§5 线性方程组
第二章 泛函分析初步
§1 引言
§2 Hilbert空间
§3 泛函与变分
§4 算子方程的近似解
§5 压缩映象原理及其应用
第三章 数学物理方程简介
§1 引言
§2 偏微分方程的一些定义
§3 线性偏微分方程的分类
§4 某些重要的数学物理方程的导出
§5 定解条件
§6 变分与数理方程
§7 Ritz法
§8 Галёркин法
§9 差分法
第二篇 电磁场的有限单元法
第四章 以变分原理为基础的有限单元法
§1 引言
§2 有限单元法的变分原理
§3 分片插值与基函数
§4 单元特征式
§5 全域上的集合方程
§6 确定泛函的方法
第五章 Helmholtz方程的有限元解
§1 引言
§2 二维Helmholtz方程的三角形单元特征式
§3 矩形单元特征式
§4 空间四面体单元特征式
§5 场的法方程式
§6 对称性条件的利用
第六章 Laplace方程与Poisson方程的有限元解
§1 引言
§2 平面问题的三角形单元
§3 平面问题的矩形单元
§4 空间问题的四面体单元
§5 场的法方程式
§6 Poisson方程
§7 三角形单元与矩形单元
§8 空间四面体单元
§9 第二类边界条件与混合边界条件
第七章 交变电磁场的有限单元法
§1 引言
§2 波动方程的有限元解法
§3 平面问题的三角形单元
§4 矩形单元
§5 四面体单元
第八章 单元和场变量模型
§1 单元的类型
§2 场变量模型
§3 多项式次数的确定
§4 划分单元的一些基本原则
§5 结点的编号与系数矩阵的带宽
第九章 等参数单元
§1 内插函数
§2 自然坐标
§3 等参数单元
§4 Gauss求积法
第三篇 电磁场有限单元法的线性代数计算方法
第十章 线性方程组的计算方法
§1 引言
§2 消去法
§3 平方根法和改进平方根法
§4 简单迭代法和Seidel迭代法
§5 斜量法与共轭斜量法
第十一章 求矩阵的特征值与特征向量
§1 引言
§2 计算模数最大的特征值和相应特征向量的乘幂法
§3 计算实对称矩阵特征值的Jacobi方法
§4 计算实对称矩阵全部特征值的QR方法
§5 广义特征值问题的计算方法
附录一 基本物理常数的值
附录二 矢量运算公式
附录三 合理化MKSA与Gauss单位制
附录四 三种常用的直交坐标系的矢量关系
附录五 Helmholtz方程与电磁场量间的关系
参考文献