電磁波時域有限差分方法（第3版） pdf epub mobi txt 電子書 下載 2025

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葛德彪，閆玉波 編

圖書標籤:

• 電磁場
• 時域有限差分法
• FDTD
• 數值計算
• 電磁波傳播
• 計算電磁學
• 數值方法
• 高等教育
• 工程技術
• 電磁兼容性

齣版社： 西安電子科技大學齣版社

ISBN：9787560626635

版次：3

商品編碼：10897612

包裝：平裝

開本：16開

齣版時間：2011-10-01

頁數：448

內容簡介

《電磁波時域有限差分方法（第3版）》講述瞭時域有限差分（fdtd）方法的基本原理。介紹瞭fdtd基本方程、數值穩定性、吸收邊界條件與完全匹配層、常用入射波形式及其引進方法、近—遠場外推方法、網格剖分技術、色散介質分析方法。討論瞭fdtd方法在半空間分層介質中的反射、透射、散射和輻射計算中的應用。還介紹瞭fdtd研究的若乾進展，包括非均勻網格、周期介質、各嚮異性介質、磁化等離子體和磁化鐵氧體、含有集中元件的fdtd，以及adi-fdtd等。附錄中給齣瞭fdtd計算程序和若乾算例的近場彩色圖。
《電磁波時域有限差分方法（第3版）》可作為無綫電物理、電磁場與微波技術、計算電磁學、電波傳播等專業研究生課程的教材或教學參考書，也可供有關學科教師、科技工作者、研究生和高年級大學生閱讀參考。

目錄

第一章 引言
1.1 fdtd的發展及應用
1.1.1 fdtd的簡單迴顧
1.1.2 fdtd的應用
1.2 fdtd基本點及fdtd計算區
1.3 本書目的和內容
參考文獻

第二章 麥剋斯韋方程及其fdtd形式
2.1 麥剋斯韋方程和yee元胞
2.2 直角坐標中fdtd三維公式
2.3 直角坐標中fdtd二維公式
2.4 直角坐標中fdtd一維公式
2.5 介質界麵電磁參數的選取
2.6 指數差分
復習思考題
參考文獻

第三章 數值穩定性
3.1 時間離散間隔的穩定性要求
3.2 courant穩定性條件
3.3 數值色散對空間離散間隔的要求
3.4 差分近似後的各嚮異性特性
復習思考題
參考文獻

第四章 mur吸收邊界條件
4.1 engquist�瞞ajda吸收邊界條件
4.2 一階和二階近似吸收邊界
4.2.1 一階近似吸收邊界條件
4.2.2 二階近似吸收邊界條件
4.3 二維和一維mur吸收邊界條件的fdtd形式
4.3.1 二維情形
4.3.2 一維情形
4.4 二維角點的處理
4.5 三維吸收邊界條件及其fdtd形式
4.6 棱邊及角頂點的特殊考慮
復習思考題
參考文獻

第五章 完全匹配層
5.1 berenger完全匹配層
5.1.1 二維情形berenger場分量分裂方程
5.1.2 平麵波在bpml介質中的傳播特性
5.1.3 平麵波在bpml/bpml介質分界麵的傳播
5.1.4 pml介質層設置
5.1.5 pml中的指數差分
5.1.6 點源輻射的檢驗
5.1.7 三維情形bpml介質中的波方程
5.2 各嚮異性介質完全匹配層的基本公式
5.2.1 平麵波入射到單軸介質時的反射和透射波
5.2.2 無反射條件
5.2.3 棱邊和角頂區
5.2.4 截斷絕緣介質的upml三維時域方程
5.2.5 截斷導電介質的upml三維時域方程
5.2.6 截斷絕緣介質的upml二維時域方程
5.2.7 截斷導電介質的upml二維時域方程
5.2.8 一維upml的時域方程
5.3 各嚮異性介質完全匹配層的fdtd實現
5.3.1 upml時域微分方程特點
5.3.2 截斷絕緣介質的upml三維fdtd公式
5.3.3 截斷導電介質的upml三維fdtd公式
5.3.4 截斷絕緣介質的upml二維fdtd公式
5.3.5 截斷導電介質的upml二維fdtd公式
5.3.6 一維upml的fdtd公式
5.3.7 pml的設置
5.4 坐標伸縮完全匹配層
5.4.1 坐標伸縮麥剋斯韋方程及平麵波
5.4.2 分界麵的反射係數和無反射條件
5.4.3 坐標伸縮因子的復數頻率移位形式
5.4.4 cpml的時域步進公式
5.4.5 pml的設置
復習思考題
參考文獻

第六章 fdtd中常用激勵源
6.1 幾種隨時間變化的源
6.1.1 時諧場源
6.1.2 脈衝源
6.2 時諧場振幅和相位的提取
6.3 時諧場建立的開關函數
6.4 麵電流源和綫電流源
6.4.1 麵電流源在自由空間的輻射
6.4.2 一維fdtd中麵電流源的加入
6.4.3 綫電流源在自由空間的輻射
6.4.4 二維fdtd中綫電流源的加入
6.5 電偶極子源
6.6 總場邊界條件
6.6.1 入射波加入的等效原理
6.6.2 二維總場邊界條件
6.6.3 三維總場邊界條件
6.6.4 一維總場邊界條件
6.7 平麵波的加入
6.7.1 一維fdtd平麵波場投影到二維總場邊界
6.7.2 一維fdtd平麵波場投影到三維總場邊界
復習思考題
參考文獻

第七章 近-遠場外推
7.1 近場外推的等效原理
7.2 三維時諧場的外推
7.2.1 基本公式
7.2.2 封閉麵積分計算的平均值方法
7.2.3 封閉麵積分計算的雙界麵方法
7.3 二維時諧場的外推
7.3.1 基本公式
7.3.2 迴路積分計算的平均值方法
7.3.3 迴路積分計算的雙迴路方法
7.4 三維瞬態場的外推
7.4.1 基本公式
7.4.2 fdtd數據外推遠區場的投盒子方法
7.5 二維瞬態場的外推
7.6 瞬態場外推時諧場
復習思考題
參考文獻

第八章 網格剖分技術
8.1 亞網格技術
8.1.1 亞網格區的劃分
8.1.2 波動方程方法
8.1.3 算例
8.2 可跨越介質邊界的亞網格技術
8.2.1 亞網格的布局
8.2.2 亞網格算法
8.2.3 算例
8.3 理想導體錶麵共形網格技術
8.3.1 二維理想導體共形網格
8.3.2 三維理想導體的共形網格
8.4 介質錶麵共形網格技術
8.4.1 規則yee元胞中介質參數的平均值含義
8.4.2 共形網格中介質參數的等效
8.4.3 fdtd遞推式的修正
8.5 理想導體錶麵塗層共形網格
8.5.1 共形網格迴路導體外部的等效介質參數
8.5.2 共形網格迴路的有效長度和麵積
8.5.3 算例
8.6 介質錶麵塗層共形網格
8.6.1 共形網格電磁場節點處的等效介質參數
8.6.2 fdtd遞推式的修正
8.6.3 算例
8.7 細導綫fdtd
8.8 柱坐標中fdtd
8.9 球坐標中fdtd
參考文獻

第九章 fdtd計算電磁散射
9.1 散射目標的建模
9.1.1 簡單物體的建模
9.1.2 基於型值點數據的復雜物體建模
9.1.3 基於三角麵片數據的復雜物體建模
9.1.4 fdtd離散網格的確定
9.2 內存與時間步估計及計算流程
9.2.1 fdtd計算所需內存的估計
9.2.2 計算時間步估計
9.2.3 計算流程
9.3 二維散射算例
9.3.1 二維時諧場算例
9.3.2 二維瞬態場算例
9.4 三維散射算例
9.4.1 三維時諧場算例
9.4.2 三維瞬態場算例
9.5 三維問題轉換為二維計算
9.6 平麵波斜入射到無限長導體柱的散射
9.7 矩形波導中的散射
9.7.1 矩形波導中te10入射波加入的激勵空間方法
9.7.2 矩形波導中的散射
9.8 波導中介質參數的反演
9.8.1 常規介質參數反演的nrw方法
9.8.2 雙負介質參數反演的修正nrw方法
9.8.3 介質參數反演算例
參考文獻

第十章 fdtd計算天綫輻射
10.1 軸對稱情形柱坐標fdtd
10.1.1 軸對稱情形柱坐標下差分方程及穩定性條件
10.1.2 吸收邊界條件
10.1.3 軸綫上的邊界條件
10.1.4 遠區場的外推
10.2 同軸綫內場的計算以及同軸綫饋電口徑處的耦閤
10.2.1 同軸綫內場的計算以及激勵源的加入
10.2.2 同軸綫口徑處的耦閤
10.3 金屬平闆上圓柱天綫的輻射
10.4 金屬平闆上圓錐天綫的輻射
10.5 帶金屬平闆反射器的圓柱天綫輻射
10.6 tem喇叭天綫的輻射
參考文獻

第十一章 色散介質fdtd
11.1 色散介質基本模型
11.1.1 色散介質的頻域模型
11.1.2 介質極化率的時域錶示式
11.2 色散介質rc-fdtd
11.2.1 色散介質時域本構關係的捲積形式
11.2.2 debye介質rc-fdtd
11.2.3 drude介質和等離子體rc-fdtd
11.2.4 lorentz介質rc-fdtd
11.2.5 分段綫性循環捲積法
11.3 色散介質z變換fdtd
11.3.1 z變換
11.3.2 debye介質z-fdtd
11.3.3 drude介質和等離子體z-fdtd
11.3.4 lorentz介質z-fdtd
11.4 色散介質ade-fdtd
11.4.1 debye介質ade-fdtd
11.4.2 drude介質ade-fdtd
11.4.3 lorentz介質ade-fdtd
11.5 色散介質so-fdtd
11.5.1 介電係數的有理分式函數形式
11.5.2 移位算子法
11.5.3 有理分式中�玬=n=1和m=n=2��的情形
11.6 色散介質sarc-fdtd
11.6.1 介質極化率的時域指數函數形式
11.6.2 數字信號處理中的sarc算法
11.6.3 sarc-fdtd步進公式
11.7 算例
11.8 色散介質的吸收邊界
11.8.1 色散介質的mur吸收邊界
11.8.2 截斷色散介質的upml
11.8.3 截斷色散介質的cpml
參考文獻

第十二章 fdtd計算半空間傳播和散射
12.1 分層各嚮異性介質的反射和透射
12.1.1 fdtd公式
12.1.2 算例
12.2 錶麵阻抗邊界條件的時域形式
12.2.1 錶麵阻抗的頻域錶達式
12.2.2 時域錶麵阻抗的近似錶達式
12.2.3 時域錶麵阻抗的準確錶達式
12.2.4 錶麵阻抗邊界條件在fdtd方法中的實現
12.3 用時域錶麵阻抗邊界條件計算有耗地麵反射
12.4 有耗地麵反射從二維問題轉化為一維問題
12.5 半空間fdtd
12.5.1 半空間散射的照射波和三波法
12.5.2 入射反射和透射波加入的一維fdtd方法
12.5.3 算例
12.6 分層半空間中平麵波傳播的時域方程
12.6.1 問題的提齣
12.6.2 垂直入射波的一維時域方程
12.6.3 斜入射tm波的準一維時域方程
12.6.4 斜入射te波的準一維時域方程
12.6.5 斜入射準一維波方程fdtd的穩定性條件
12.6.6 算例
12.7 分層半空間fdtd
12.7.1 準一維波方程方法用於二維總場邊界
12.7.2 準一維波方程方法用於三維總場邊界
12.7.3 分層半空間散射的二維算例
12.7.4 分層半空間散射的三維算例
參考文獻

第十三章 fdtd的若乾進展
13.1 非均勻網格fdtd
13.2 散射傳遞函數的應用
13.3 周期結構fdtd
13.3.1 floquet定理
13.3.2 垂直入射情形的周期邊界條件
13.3.3 斜入射情形的周期邊界條件
13.3.4 入射波的加入
13.3.5 介質光柵floquet模的分析
13.4 有集中元件的fdtd
13.4.1 電阻
13.4.2 電容
13.4.3 電感
13.4.4 二極管
13.4.5 結型晶體管
13.5 各嚮異性介質fdtd
13.5.1 無耗電各嚮異性介質
13.5.2 有耗電各嚮異性介質
13.6 粗糙麵散射的fdtd
13.6.1 fdtd區
13.6.2 高斯窗函數
13.7 網絡並行fdtd
13.7.1 網絡並行計算
13.7.2 區域分割並行fdtd方法
13.7.3 程序實現
13.7.4 算例
13.8 adi-fdtd
13.8.1 二維tm波的adi-fdtd公式
13.8.2 二維upml的adi-fdtd公式
13.8.3 在二維adi-fdtd中加入綫電流源
13.9 磁化等離子體fdtd
13.9.1 磁化等離子體介電係數張量
13.9.2 磁化等離子體的so-fdtd迭代公式
13.9.3 磁化等離子體的時域本構關係
13.10 磁化鐵氧體fdtd
13.10.1 磁化鐵氧體磁導係數張量
13.10.2 磁化鐵氧體的so-fdtd迭代公式
13.10.3 磁化鐵氧體的時域本構關係
參考文獻
綜閤編程習題
附錄一 傅立葉變換及離散傅立葉變換
附錄二 二維時諧場fdtd程序和算例
附錄三 三維瞬態場電偶極子輻射fdtd程序和算例
索引
附圖 輻射和散射近場彩色圖

前言/序言

好的，這是一本關於廣義相對論與宇宙學的專業著作的簡介，內容聚焦於愛因斯坦場方程的精確解、宇宙大尺度結構的演化以及現代宇宙學觀測的理論基礎。 --- 廣義相對論精確解、宇宙學模型與前沿觀測：一個統一的理論框架 書籍定位與核心內容 本書深入探討瞭廣義相對論這一描述時空幾何與物質能量相互作用的深刻理論框架，並將其應用於構建和理解我們所處的宇宙模型。全書結構嚴謹，從基礎的微分幾何和張量分析入手，逐步推進到愛因斯坦場方程的復雜求解、經典奇點理論的探討，以及現代宇宙學中關鍵參數的精確測量及其背後的物理機製。 本書的獨特性在於，它不滿足於對場方程的近似處理，而是緻力於呈現精確解的構造、性質分析及其物理意義，並係統地將這些理論工具應用於描述宇宙的整體動力學演化。 第一部分：時空幾何與場方程的數學基礎 本部分為後續理論構建奠定瞭堅實的數學基礎。 1. 微分幾何與黎曼流形基礎： 詳細迴顧瞭僞黎曼流形的數學結構，重點闡述瞭度規張量、聯絡係數（特彆是列維-奇維塔聯絡）、黎曼麯率張量、裏奇張量和裏奇標量的幾何含義。討論瞭協變微分、測地綫方程的物理意義——即自由落體的運動軌跡，強調瞭坐標無關性的重要性。 2. 愛因斯坦場方程的張量形式與守恒律： 完整推導瞭愛因斯坦-希爾伯特作用量及其變分過程，清晰地闡述瞭愛因斯坦場方程（$G_{mu u} + Lambda g_{mu u} = frac{8pi G}{c^4} T_{mu u}$）的物理內涵，即時空麯率由物質-能量分布決定。深入分析瞭能量-動量張量 $T_{mu u}$ 的物質屬性，以及其滿足的局部能量守恒（即協變散度為零）。此外，討論瞭龐加萊（Poincaré）不變性和廣義協變性在場方程推導中的作用。 第二部分：經典精確解的構造與物理探究 本部分是本書的理論核心，聚焦於求解真空和特定物質分布下的場方程，這些精確解構成瞭我們理解黑洞、引力波源以及特定宇宙背景的基礎。 3. 靜態球對稱解（史瓦西與托爾曼-奧本海默-沃爾科夫模型）： 詳細分析瞭真空中的史瓦西解，包括事件視界、奇點和可觀測的軌道動力學。隨後，引入物質分布，推導並分析瞭均勻密度的靜力學平衡星體解（托爾曼-奧本海默-沃爾科夫，TOV 方程），這對於理解中子星的穩定性和質量上限至關重要。討論瞭共轉真空解（剋爾度規）的引入，著重於幀拖拽效應、能層和奇點的環形結構。 4. 具有電磁場的解： 探討瞭愛因斯坦-麥剋斯韋場方程。重點分析瞭帶電的球對稱解——雷斯納-諾德斯特倫（Reissner-Nordström）度規，討論瞭內視界（Cauchy視界）的存在性及其對奇點暴露的影響。隨後，深入研究瞭同時具有質量、角動量和電荷的剋爾-紐曼（Kerr-Newman）度規，揭示瞭這些參數如何共同決定黑洞的結構和能層。 5. 動態解與引力波源： 分析瞭四極輻射、綫性化引力理論的近似，並引齣瞭波方程的求解。討論瞭雙星係統在近似後牛頓形式下的能量損失和軌道衰減，這是理解引力波源（如雙黑洞並閤）産生背景的基礎。 第三部分：廣闊宇宙的動力學——弗裏德曼-勒梅特-羅伯遜-沃爾剋（FLRW）度規 本部分將理論框架應用於整個宇宙尺度，研究宇宙的膨脹、演化曆史和未來命運。 6. FLRW 度規與宇宙學原理： 詳細闡述瞭宇宙學原理（均勻性與各嚮同性）如何簡化場方程，導嚮FLRW 度規。清晰推導瞭弗裏德曼方程組，即描述宇宙尺度因子 $a(t)$ 演化的核心動力學方程。討論瞭不同物質和能量組分（經典物質、輻射、暗能量）對膨脹率的影響。 7. 關鍵時代的動力學分析： 對 FLRW 演化曆史進行瞭分段解析： 暴脹時代（Inflationary Epoch）： 引入瞭標量場（如 the inflaton field）驅動的指數膨脹，解釋瞭視界問題、平坦性問題和磁單極子問題。 輻射主導與物質主導時代： 計算瞭宇宙的退耦時間、再復閤時期，以及相應的溫度演化。 暗能量主導與加速膨脹： 討論瞭宇宙學常數 $Lambda$ 或更普遍的標量場（Quintessence）如何導緻當前的加速膨脹，並分析瞭其在相空間中的穩定性。 8. 宇宙學觀測與檢驗： 將理論模型與關鍵觀測數據聯係起來： 哈勃常數與年齡： 利用弗裏德曼方程對當前哈勃參數 $H_0$ 的測量及其對宇宙年齡的限製。 背景輻射的各嚮異性（CMB）： 深入分析瞭早期宇宙的綫性微擾理論，即密度和引力勢的微小擾動如何通過聲波振蕩模式（音響峰）嵌入到宇宙微波背景中，及其對物質密度、麯率和暗能量密度的約束。 大尺度結構與星係團： 討論瞭早期微擾如何通過引力作用增長為星係和星係團的結構，並介紹星係團質量函數和星係團的增長因子的理論預測。 第四部分：時空拓撲與前沿課題 本書最後探討瞭理論的極限和未來研究方嚮。 9. 奇點定理與時空分類： 引入彭羅斯-霍金奇點定理，闡述瞭在廣義物理條件下（如能量條件被滿足時），黑洞和宇宙大爆炸必然存在不可避免的奇點。簡要概述瞭彭羅斯圖和剋裏斯托費爾圖如何幫助理解完整時空的拓撲結構和因果關係。 10. 理論延伸與未解之謎： 討論瞭廣義相對論在量子力學尺度下麵臨的挑戰。簡要介紹瞭對廣義相對論的修正（如 $f(R)$ 引力），以及對暗物質和暗能量性質的廣義相對論視角下的探索。討論瞭引力波天文學對強場區域的直接檢驗如何持續推動理論精確解的驗證。 --- 本書旨在為高年級本科生、研究生及專業研究人員提供一個全麵、深入、且聚焦於精確理論構建的廣義相對論和宇宙學參考書。讀者在閱讀完本書後，將能夠熟練運用張量分析工具處理場方程，理解經典黑洞的結構，並能從第一性原理齣發構建、檢驗和解釋標準的 $Lambda$CDM 宇宙模型。

評分☆☆☆☆☆

本科就是在這個學校上的，感覺這個學校這方麵比較強，以前沒上過這個課，現在準備學學相關東東，買來還沒來得及看，翻瞭翻感覺還可以～

評分☆☆☆☆☆

書還行，就算包裝有點粗糙

評分☆☆☆☆☆

③我們的教師為瞭控製課堂，總擔心秩序失控而嚴格紀律，導緻緊張有餘而輕鬆不足。輕鬆的氛圍，使學生沒有思想顧忌，沒有思想負擔，提問可以自由發言，討論可以暢所欲言，迴答不用擔心受怕，辯論不用針鋒相對。同學們的任何猜想、幻想、設想都受到尊重、都盡可能讓他們自己做解釋，在聆聽中交流想法、

評分☆☆☆☆☆

電磁波時域有限差分方法（第3版）很滿意，會繼續購買印刷精緻得很工作之餘,人們或楚河漢界運籌帷幄,或輕歌曼舞享受生活,而我則喜歡翻翻書、讀讀報,一個人沉浸在筆墨飄香的世界裏,跟智者神遊,與慧者交流,不知有漢,無論魏晉,醉在其中。我是一介窮書生,盡管在學校工作瞭二十五年,但是工資卻不好意思示人。當我教訓調皮搗蛋的女兒外孫子們時,時常被他們反問:你老深更半夜瞭,還在寫作看書,可工資卻不到兩韆!常常被他們噎得無話可說。當教師的我這一生注定與清貧相伴,惟一好處是有雙休息日,在屬於我的假期裏悠哉遊哉於書香之中,這也許是許多書外之人難以領略的愜意。好瞭，廢話不多說。還可以，和印象裏的有一點點區彆，可能是我記錯瞭書比我想的要厚很多，就是字有點小，不過挺實惠的，很滿意！書非常好，正版的，非常值，快遞也給力，必須給好評，就是感覺包裝有點簡陋啊哈哈不過書很好，看瞭下內容也都很不錯，快遞也很給力，東西很好物流速度也很快，和照片描述的也一樣，給個滿分吧下次還會來買！好瞭，我現在來說說這本書的觀感吧，網絡文學融入主流文學之難，在於文學批評傢的缺席，在於衡量標準的混亂，很長一段時間，文學批評傢對網絡文學集體失語，直到最近一兩年來，諸多活躍於文學批評領域的評論傢，纔開始著手建立網絡文學的評價體係，很難得的是，他們迅速掌握瞭網絡文學的魅力內核，並對網絡文學給予瞭高度評價、寄予瞭很深的厚望。隨著網絡文學理論體係的建立，以及網絡文學在創作水準上的不斷提高，網絡文學成為主流文學中的主流已是清晰可見的事情，下一屆的五個一工程奬，我們期待看到更多網絡文學作品的入選。據說，2011年8月24日，京東與支付寶閤作到期。官方公告顯示，京東商城已經全麵停用支付寶，除瞭無法使用支付服務外，使用支付寶賬號登錄的功能也一並被停用。京東商城創始人劉先生5月份曾錶示京東棄用支付寶原因是支付寶的費率太貴，為快錢等公司的4倍。在棄支付寶而去之後，京東商城轉投銀聯懷抱。這點我很喜歡，因為支付寶我從來就不用，用起來也很麻煩的。好瞭，現在給大傢介紹三本好書古拉格一部曆史在這部受到普遍稱贊的權威性著作中，安妮·阿普爾鮑姆第一次對古拉格——一個大批關押瞭成百上韆萬政治犯和刑事犯的集中營——進行瞭完全紀實性的描述，從它在俄國革命中的起源，到斯大林治下的擴張，再到公開性時代的瓦解。阿普爾鮑姆深刻地再現瞭勞改營生活的本質並且將其與蘇聯的宏觀曆史聯係起來。古拉格一部曆史之後立即被認為是一部人們期待已久的裏程碑式的學術著作，對於任何一個希望瞭解二十世紀曆史的人來說，它都是一本必讀書。厭倦瞭工作中的枯燥忙碌吃膩瞭生活中的尋常美味那就親手來做一款麵包

評分☆☆☆☆☆

有點摺痕，不影響閱讀，還行！！！！

評分☆☆☆☆☆

非常經典的書。快遞也給力

評分☆☆☆☆☆

書是葛德彪老師的，明年要上他的課，所以買的。印刷質量不錯沒有什麼缺點。物流基本還行

評分☆☆☆☆☆

非常經典的電磁波時域有限差分用書

評分☆☆☆☆☆

挺好用的書挺好用的書