Numerical Techniques in Electromagnetics With Matlab

Numerical Techniques in Electromagnetics With Matlab pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

出版者:
作者:Sadiku, Matthew N. O.
出品人:
页数:710
译者:
出版时间:
价格:926.00 元
装帧:
isbn号码:9781420063097
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具体描述

《实用电磁学数值方法与MATLAB实现》 本书深入浅出地剖析了电磁学领域中一系列关键的数值计算技术,并结合强大的MATLAB软件平台,为读者提供了一套系统而实用的学习工具。本书内容聚焦于如何利用先进的计算方法解决复杂电磁问题,而非对理论概念进行详尽的阐述。 核心内容概览: 本书将引导读者掌握以下几种主流的数值求解技术,并通过具体的MATLAB代码示例,直观地展示其应用过程: 有限差分方法 (Finite Difference Method, FDM): 详细讲解如何将偏微分方程(如麦克斯韦方程组)离散化,转化为代数方程组,从而在计算网格上求解。 深入探讨不同阶数的差分格式,分析其精度与稳定性之间的权衡。 通过求解电磁波在均匀介质、不均匀介质以及存在边界条件下的传播问题,展示FDM在时域和频域的应用。 涉及源项的离散化处理,以及边界处理技术,如吸收边界条件(PML)。 有限元方法 (Finite Element Method, FEM): 介绍如何将求解域剖分成一系列小的、规则或不规则的单元(如三角形、四边形、四面体等)。 讲解形函数(Shape Functions)在单元内部近似场分布的作用,以及基函数(Basis Functions)的选择对求解精度的影响。 深入阐述积分方程的弱形式(Weak Form)的推导,以及如何将其转化为一个大型稀疏线性方程组。 重点分析FEM在求解天线辐射、散射以及微波器件(如波导、腔体)中的应用,强调其处理复杂几何形状和材料属性的能力。 涵盖不同类型的FEM,如基于节点(Nodal-based)和基于边(Edge-based)的方法。 矩量法 (Method of Moments, MoM): 侧重于将积分方程转化为矩阵方程,并通过选择合适的基函数和权函数,系统地构建并求解离散的线性方程组。 深入分析MoM在处理开放区域电磁问题(如天线分析、散射体分析)的优势,特别是其能有效地处理辐射边界条件。 详细讲解子区域分解技术(Subdomain Expansion)以及整个域的基函数(Domain Basis Functions)的选取。 探讨MoM在大型复杂结构分析时计算量的挑战,并引入快速算法(如迭代算法、多极展开)的初步概念。 时域有限差分法 (Finite-Difference Time-Domain, FDTD): 作为FDM的一个重要分支,FDTD专门用于求解瞬态电磁现象。本书将详细阐述其“交错网格”(Yee Grid)的构建,以及如何将麦克斯韦方程组在时域和空域进行离散化。 深入解析FDTD在模拟瞬态电磁脉冲传播、目标探测(如雷达散射截面计算)和电磁兼容性(EMC)问题中的强大能力。 介绍如何处理非均匀介质、复杂边界以及源激励的引入。 讨论网格分辨率、时间步长与数值稳定性的关系(CFL条件),以及吸收边界条件的实现。 其他数值方法简介 (Optional, depending on specific edition): 可能简要介绍一些其他新兴或特定领域的数值技术,如传输线矩阵法 (TLM)、基尔霍夫积分方程法 (KIE) 等,为读者拓宽视野。 MATLAB 实现与实践: 本书的独特之处在于其紧密的MATLAB集成。对于每一种数值方法,都提供了详尽的、可运行的MATLAB代码示例。读者可以: 理解代码逻辑: 每一段代码都配有清晰的注释,解释其功能、变量含义以及算法步骤。 执行与修改: 读者可以直接在MATLAB环境中运行这些代码,观察仿真结果,并可以根据自己的需求进行修改和扩展。 数据可视化: 利用MATLAB强大的绘图功能,将仿真结果(如场分布、S参数、方向图等)以直观的方式呈现出来。 构建自定义工具: 通过学习和改编书中的代码,读者可以逐步构建自己的电磁仿真工具箱。 学习目标: 通过学习本书,读者将能够: 1. 深入理解 电磁问题数值求解的数学原理和算法实现。 2. 熟练掌握 FDM, FEM, MoM, FDTD 等核心数值技术在电磁学中的应用。 3. 灵活运用 MATLAB 平台进行电磁问题的建模、仿真和数据分析。 4. 独立分析 复杂电磁现象,并为工程设计提供计算支持。 5. 培养 解决实际电磁工程问题(如天线设计、散射分析、电磁兼容性)的计算思维和实践能力。 本书适合于从事电磁场与微波技术、通信工程、电子工程、遥感、以及相关领域的学生、研究人员和工程师。无论您是初学者还是有一定经验的从业者,本书都将是您掌握现代电磁计算技术的宝贵资源。

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目录信息

读后感

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用户评价

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这本书给我最深刻的感受是,它不仅仅是一本关于电磁学数值方法的书籍,更是一本能够培养读者独立思考和解决问题能力的“工具书”。作者在讲解每一个数值方法时,都不仅仅是告知读者“如何做”,更是深入剖析了“为什么这么做”,以及该方法适用的条件和局限性。这种深入的讲解,让我能够真正理解算法的本质,而不是仅仅停留在公式的记忆上。我特别喜欢书中对于不同数值方法的比较分析,作者会详细阐述每种方法的优缺点,以及在不同问题场景下的适用性,这为我选择最优的计算策略提供了非常有价值的指导。而与Matlab的结合,更是让这本书的实用性得到了极大的提升。书中提供的Matlab代码示例,不仅仅是简单地展示算法的实现,更是包含了对代码设计思路的解释,以及如何根据实际问题进行调整和优化的建议。我通过阅读和运行这些代码,不仅学会了如何用Matlab来解决具体的电磁学问题,更重要的是,培养了用编程的思维去分析和解决工程问题的能力。我发现,通过Matlab的仿真,我可以更直观地观察到电磁场的分布规律,更清晰地理解不同参数对结果的影响,这极大地加深了我对理论知识的理解。

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这本书的结构和内容安排,让我从一个初学者逐渐成长为能够独立运用数值方法分析电磁问题的学习者。在初期,它就像一位耐心的老师,从最基础的概念讲起,循序渐进地引导我进入电磁学数值计算的殿堂。书中对基础知识的讲解非常扎实,没有跳跃式的叙述,确保了学习的连贯性。而当涉及到更高级的数值技术时,作者又能够以一种清晰、条理分明的方式进行阐述,即使是那些初次接触的复杂算法,也能被分解成易于理解的步骤。我特别欣赏书中对各种方法的数学推导过程的细致描述,这使得我能够理解算法背后的原理,而不仅仅是停留在表面。更重要的是,书中与Matlab的结合,提供了一个绝佳的学习平台。我能够通过运行和修改书中的代码,亲身感受不同算法的特性,并观察它们在实际问题中的表现。这种“边学边做”的学习方式,极大地提高了我的学习效率和兴趣。我能够看到,书中的例子并非是孤立的,而是具有一定的代表性,能够触类旁通,将学到的知识应用到更广泛的领域。这种循序渐进、理论与实践并重的教学模式,为我打下了坚实的基础,让我对未来的学习和研究充满了信心。

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这本书的出版,填补了我长期以来在电磁学数值计算领域的一个知识空白。我一直对电磁波的传播、散射以及天线设计等问题充满兴趣,但总是受限于抽象的理论推导和缺乏有效的计算工具。这本书的出现,就像一座连接理论与实践的桥梁,为我打开了新的视野。作者在讲解各种数值方法时,不仅详细阐述了其数学原理,更是提供了高质量的Matlab代码示例,让我能够轻松地将理论知识转化为实际的计算和仿真。我尤其欣赏书中对于不同算法在精度、计算效率和适用范围方面的详细对比分析,这为我选择最适合特定问题的计算方法提供了宝贵的参考。通过亲手运行和修改书中的Matlab代码,我能够直观地观察到各种电磁现象,并理解不同参数对仿真结果的影响。这种“寓教于乐”的学习方式,让我对电磁学产生了更浓厚的兴趣,也增强了我通过计算和仿真来解决实际工程问题的信心。这本书无疑是我在电磁学领域学习道路上的一个重要里程碑,它为我未来的研究和工程实践奠定了坚实的基础。

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当我开始深入阅读这本书的时候,我被作者在组织材料方面的精妙所折服。它并不是简单地将各种数值方法堆砌在一起,而是以一种非常连贯和有逻辑性的方式展开。从最基础的数学背景铺垫,到各种方法的原理讲解,再到实际应用中的案例分析,整个过程如同一次精心设计的旅行,引导读者一步步深入探索。我尤其欣赏书中在引入复杂概念时所采用的“由浅入深”的教学策略。它不会一开始就抛出大量的公式和术语,而是先从直观的物理现象入手,然后逐步引入数学模型,再到数值方法的推导。这种循序渐进的方式,极大地降低了学习的难度,并且能够帮助读者建立起清晰的知识体系。而与Matlab的融合,更是这本书的“点睛之笔”。书中提供的Matlab代码,不仅仅是作为理论的补充,更是作为一种强大的学习工具,让读者能够亲身实践,观察和验证理论。我能够通过运行和修改代码,直观地感受到不同参数和算法对结果的影响,从而加深对知识的理解。这种“理论+实践”的学习模式,让我觉得学习过程充满了乐趣和成就感。

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我对这本书的整体评价是,它是一本集理论深度、实践指导性和学习趣味性于一体的优秀教材。作者在阐述复杂的电磁学概念和数值方法时,展现了高超的教学技巧,使得原本晦涩难懂的内容变得生动易懂。我尤其欣赏书中对概念的引入方式,常常会从物理直觉出发,引导读者逐步建立起对数学模型的理解。例如,在讲解边界条件的时候,作者不仅仅给出了数学公式,更是详细地解释了这些条件在实际物理环境中的意义,以及它们是如何影响电磁场的。而当涉及到数值方法的推导时,书中更是做到了详尽的步骤分解,让读者能够跟随作者的思路,一步步理解算法的逻辑。更令人称道的是,这本书并没有将理论与Matlab割裂开来,而是将两者巧妙地融合在一起。每一个重要的数值方法,都伴随着高质量的Matlab代码示例,这些代码不仅能够直接运行,更重要的是,它们都经过了精心的设计和注释,能够帮助读者清晰地理解代码的逻辑和实现细节。通过亲手实践这些代码,我不仅巩固了理论知识,更重要的是,掌握了将理论转化为实际计算工具的能力。这种“学以致用”的学习模式,让我感到非常有成就感。

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这本书的语言风格和排版设计也给我留下了深刻的印象。作者的叙述方式非常清晰流畅,即使是对于一些相对复杂的数学推导,也能通过条理分明的逻辑和恰当的比喻,让读者更容易理解。文字的表达方式兼顾了科学的严谨性和学术的深度,但又不至于过于枯燥乏味,能够有效地吸引读者的注意力,引导读者一步步深入探索。同时,书中高质量的图表和示意图也是一大亮点。许多抽象的电磁现象和复杂的计算过程,都通过精美的插图得到了形象的展示,这极大地帮助我克服了空间想象能力的局限,更直观地理解了书中的内容。我特别欣赏书中对于公式推导的展示方式,不是简单地罗列公式,而是详细地解释了每一步的由来和意义,并且经常会给出不同推导路径的对比,让我能够从多个角度去理解同一个概念。这种严谨又不失灵活的教学方式,让我在学习的过程中感到轻松而充实,仿佛有一位经验丰富的导师在身边循循善诱。此外,书中对Matlab代码的呈现方式也设计得十分人性化,代码块的格式清晰,易于阅读和复制,并且配套的讲解能够很好地将代码与理论知识联系起来。

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当我翻开这本书的时候,我最先关注的是它的目录结构。一个清晰、逻辑性强的目录是学习任何一本技术类书籍的基石。我发现这本书的目录设计得相当周全,从最基础的电磁学概念回顾,到各种数值方法的详细介绍,再到具体的应用案例,层层递进,非常符合学习的规律。尤其是对于一些复杂的数值算法,比如有限元法、时域有限差分法等,书中并没有止步于概念的提及,而是深入到了其数学原理的推导,以及算法的离散化过程。这对于我这种希望深入理解算法背后机制的读者来说,无疑是极大的福音。更令我惊喜的是,书中将Matlab的编程实现作为贯穿始终的重要组成部分。我一直认为,理论知识与实践应用是相辅相成的,只有将理论应用于实践,才能真正理解其精髓。而Matlab作为一种强大的工程计算软件,能够帮助我们直观地观察数值计算的结果,验证理论的正确性,甚至发现我们在理论推导过程中可能忽略的细节。我期待书中能够提供高质量的Matlab代码示例,并且这些代码能够清晰地注释,解释每一步操作的意义,这样我就可以在学习理论的同时,立即动手实践,将所学知识转化为实际的技能。我对书中关于不同数值方法在解决特定电磁问题时的优劣对比和适用范围的分析尤为感兴趣,这有助于我根据实际需求选择最合适的计算工具。

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这本书的封面设计给我留下了深刻的印象,厚重的纸张,硬朗的封皮,还有那醒目的书名“Numerical Techniques in Electromagnetics With Matlab”,无不透露出一种严谨和专业的气息。在我拿起它之前,就已经对其中的内容充满了好奇和期待,特别是“Matlab”这个关键词,它预示着这本书不仅仅是理论的堆砌,而是会将复杂的电磁学原理与现代计算工具相结合,为我提供一种更直观、更易于实践的学习方式。我一直对电磁场和电磁波充满兴趣,但很多时候,那些抽象的数学公式和复杂的矢量分析让我望而却步,感觉像是隔着一层厚厚的玻璃,无法真正触碰到问题的本质。因此,这本书的出现,就像是为我打开了一扇窗,让我有机会透过这扇窗,看到电磁现象背后隐藏的数学之美和计算的力量。我迫不及待地想要深入其中,去探索那些曾经让我感到困惑的理论,并尝试用Matlab去模拟和验证它们。我相信,通过这本书的学习,我不仅能够巩固和深化我在电磁学领域的知识,更重要的是,能够掌握一套解决实际工程问题的强大工具,为我未来的学习和研究打下坚实的基础。我期待着书中能够详细阐述各种数值方法的原理、推导过程,以及如何将其转化为Matlab代码。更希望书中能够提供丰富的实例,让我能够亲自动手实践,观察不同参数变化对电磁场分布的影响,从而加深理解。总而言之,这本书的出现,给我带来了巨大的学习动力和对未来探索的无限憧憬。

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在我学习和阅读的过程中,我深刻地体会到了这本书在理论深度和实践指导性方面的完美结合。它没有回避电磁学中那些核心的、常常被认为是“硬骨头”的数学理论,而是以一种非常系统和透彻的方式将其呈现出来。例如,对于麦克斯韦方程组的理解,书中不仅仅是给出了方程本身,而是深入讲解了其物理含义,以及如何通过不同的数值方法来求解。对于那些复杂的积分方程和微分方程,作者更是详细地阐述了其离散化的步骤和数学基础,确保读者能够理解算法的根源,而不是仅仅停留在“如何使用”的层面。然而,这本书最吸引我的地方在于,它并非仅仅停留于理论的讲解,而是将这些理论与Matlab的实际应用紧密地结合在了一起。每一章节的理论讲解之后,通常都会伴随着相应的Matlab代码示例,这些示例不仅能够帮助读者验证理论,更重要的是,能够教会读者如何将这些理论转化为解决实际问题的工具。我尤其喜欢书中对各种数值算法在不同场景下的优缺点分析,这为我选择合适的方法提供了宝贵的参考。通过亲手运行和修改书中的Matlab代码,我能够更直观地观察到参数变化对电磁场分布的影响,从而加深对理论的理解,并且培养了独立解决问题的能力。

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这本书带给我的,不仅仅是知识的传递,更是一种思维方式的启迪。作者在讲解每一个数值方法时,都非常注重对其数学原理的深入剖析,以及算法的逻辑推导。这使得我能够理解“为什么”某个算法能够工作,而不是仅仅知道“如何”使用它。我尤其喜欢书中对算法效率和精度的分析,这些内容让我能够更深刻地理解不同方法的优劣,并在实际应用中做出更明智的选择。与Matlab的结合,更是将这本书的价值提升到了一个新的高度。我能够通过运行和修改书中提供的Matlab代码,亲身体验数值计算的强大之处。我可以通过仿真来探索各种复杂的电磁现象,观察不同参数对结果的影响,从而获得更直观的理解。这种“动手实践”的学习方式,让我对电磁学有了更深刻的认识,也培养了我独立解决实际工程问题的能力。我相信,这本书不仅能够帮助我掌握电磁学数值计算的技能,更重要的是,能够培养我严谨的科学思维和解决问题的创新能力。

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