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MATLAB模拟的电磁学时域有限差分法（原书光盘资料）' M: `3 X- x, }8 C8 ?
8 A/ j T* `; R0 [4 B
5 k$ |+ V2 u4 H, |/ Z( e U- U- o
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》( c* L. n9 u+ D+ d) L: p
目录 & e! c2 O. z4 W6 z4 J
第1章 FDTD简介
( }' j' T$ ~2 h3 L5 s1.1 时域有限差分法的基本方程
F( ?" U2 Z+ Q# x1.2 导数的差分近似
. l3 r+ `9 j: x K A1.3 三维问题的FDTD更新方程 B1 L, K/ f. m2 Q* v+ r
1.4 二维问题的FDTD迭代方程
# R( O& V1 g! S4 Y6 W1 w1.5 一维FDTD问题的更新方程" \- A5 ?( B6 @) A
1.6 练习$ D- k O/ n: G* G' O2 a& `2 H- u, r
! ]& L+ f( \/ W' |, ~: v; j& ~1 c
第2章 数值稳定性和色散
5 s& y; Y2 {2 `, a2.1 数值的稳定性% }# D9 { c% N
2.1.1 时域算法中的稳定性
" {- {$ J: N4 X+ U2.1.2 FDTD方法的CFL稳定条件
* c- h; Q2 d0 R; a! |. x- f8 L* _# J2.2 数值色散: F7 }% `! L8 P7 R% b# C' l! k
2.3 练习" @- y# T7 }1 ]/ [4 H
8 L/ T" ] X' \
第3章 在Yee网格中创建目标9 n4 e6 Q. t: Y/ e
3.1 目标的定义; n0 L( K1 f1 r& X3 L
3.1.1 定义问题空间参量
4 J9 H: l' ]2 b2 E7 ~. J( F3.1.2 在问题空间中定义目标
" l+ n& r- @& J7 k) ~4 T3.2 媒质近似
* J! n$ v0 \ @5 F. T3.3 切向和法向分量的子网格平均方案2 m0 o6 d: V) G8 T7 B" p
3.4 定义目标
* M4 E7 E( _6 n, D+ E3 k3.5 创建媒质网格) q5 {7 L( @) g: Q3 B+ Y. {9 a
3.6 改善8个网格平均* u" ?: W) `& R2 c
3.7 练习
8 ?( U7 d0 Y( c9 ?$ D
0 e4 I4 m4 s) O7 w) u第4章 有源和无源集总参数电路 ~6 |* m4 L5 P' J1 ~* }' ]
4.1 FDTD中集总参数元件的更新公式$ n: J, j/ b6 m( X9 N5 T
4.1.1 电压源
+ ]. Q5 c6 A& x; M4.1.2 硬激励电压源) H8 Z9 }" {, o7 H# L! w2 D6 F2 R
4.1.3 电流源
9 C E+ I6 k6 P: m4.1.4 电阻的FDTD建模$ _! k, r( s) y' S+ d' ?
4.1.5 电容的FDTD建模. Q6 Q& m& }5 l
4.1.6 电感的FDTD建模& f0 h6 L1 M2 r6 _0 W* @7 x( o
4.1.7 位于表面或体积内的集总参数元件) Y; R; f" u- k/ O: x! Q) F
4.1.8 二极管的FDTD模拟4 [' W! _6 _9 @
4.1.9 总结
4 U0 M0 ^( d: Q! o" D" d: R4.2 集总参数元件的定义，初始化和模拟
6 Q. ]3 b9 k9 b+ d5 a' k- D4.2.1 集总参数元件的定义
2 R2 [4 H- x# c( o; c K4.2.2 FDTD参量和数组的初始化
Y `2 S: q, O1 h4.2.3 集总参数元件的初始化/ [/ j7 {$ m+ J3 |, w3 A# |
4.2.4 更新系数的初始化8 e& ^/ ?# \7 {. v& P. v
4.2.5 电场和磁场以及电压和电流的取样; F( i, y8 @. E. h
4.2.6 输出参数的定义与初始化
+ H5 d1 k) a8 @4.2.7 运行FDTD模拟：时进循环( D& C# M9 }( n6 O& w" _+ Y" X
4.2.8 显示FDTD模拟结果 m& R" G# I+ X5 l, U. w+ l" r
4.3 模拟例子8 ]; M/ d4 O: d4 I# r/ F
4.3.1 正弦波电压源激励的电阻6 G3 z$ l% h; P9 h* |& I, D; J5 M
4.3.2 由正弦波源激励的二极管( [( h5 Y! G0 J8 K* ~) G% Y
4.3.3 由单位阶跃电压源激励的电容
0 R0 W5 [; [ ~; m! i0 n: R4.4 练习
8 R# {4 T1 J9 N, X6 R" {
: J+ \7 X) D1 ~+ H% L第5章 激励源的波形与从时域到频域的变换4 z; ~* h9 ]! F; i7 s4 w
5.1 常用FDTD仿真波形3 o4 a; N# e+ G7 J, m: |1 q4 ^
5.1.1 正弦波形
! s2 B6 k/ Y) W0 t' \; }5.1.2 高斯波形
) Z1 Z! B6 \; u5.1.3 高斯波形的导数归一化
1 i# `; a8 T) c( f5.1.4 余弦函数调制的高斯波形3 J2 M; h3 t# Y, Z `3 o
5.2 FDTD模拟中激励源的定义和初始化
8 p6 c0 ~, q. s1 o% k' b5.3 从时域到频域的变换
# H* b% I6 R* d7 F5.4 仿真举例: z# w3 m d3 x! Y% t7 H; p
5.4.1 由傅里叶变换重新获得时域波形, M) _. j; X+ J) S
5.4.2 由余弦调制高斯波形激励的RCL电路
1 ~6 A" J) _8 X: M2 M6 b; C5.5 练习
# P1 u5 T i# G8 m9 P9 p/ U$ {& J, ]: A* M1 T' o2 h Z) q
第6章 散射参量7 j" S, l) F ~9 B, E6 o, c
6.1 S参量和回波损耗的定义
# T+ U T9 m8 y5 h' S8 L9 E6.2 S参数的计算1 z& S3 k: J7 N7 D0 O6 P+ p j! v' `
6.3 模拟例子0 |6 I5 ?1 L" B+ D, p/ i
6.3.1 1/4波长变换器
& c& X( O9 L3 O. x' K! ^6.4 练习
R* [4 g# d1 P6 g* \; i6 E y2 l/ m
第7章 完善匹配层吸收边界) |. c' b1 l( [. }( j A- h
第8章 卷积完善匹配层
2 d9 H$ j6 @1 x8 c* x& P( y: Y' @第9章 近场到远场的变换) A+ f: k$ n' P7 i8 Y1 |6 l
第10章 细导线模拟
) R# Y" X1 q: i6 w( N第11章 散射体公式/ H4 t2 }/ E. }) [( N. |8 V$ @3 C9 S- V
第12章 时域有限差分计算的图形处理单元的加速
" u! ~* |. H4 q. z6 b. Y8 a2 g
. |3 ]1 I9 P& [) |附录A 一维FDTD代码" A! [ H8 I8 |( d3 ^/ p! n
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
. d; ?- c& O- h( k' S7 W0 o+ h附录C 计算远场方向的MATLAB代码& J9 @8 z! q0 {9 P4 p- I! m
3 j: @$ x1 Y$ [' S: [; y m2 r' {8 I2 ?. ]9 c5 }: w+ p+ @' z$ S
9 c' `9 E: T' K; r! i& w" E; K) Q
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发表于 2019-3-13 07:00
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