电磁场数值分析理论与应用
课程编码：180093085801P3001H
英文名称：Numerical Analysis of Electromagnetic Fields: Theory and Application
课时：40
学分：2.00
课程属性：专业课
主讲教师：徐小宇
教学目的要求
本课程为专业学位研究生的学科专业课。包括工程电磁场的理论基础、电磁场数值分析方法的基本原理和方法、电磁场有限元法的工程应用，以及与电磁场数值分析密切相关的多物理场耦合、数值稳定性、逆问题等专题，并结合研究所自主研发的EMPbridge建模分析软件平台阐述软件实现基础。通过本课程的学习，学生能够掌握实际电磁场问题的建模方法，掌握计算电磁场问题的数值分析方法；了解电磁场及多物理场耦合分析算法和软件实现技术，了解计算电磁学的最新发展；培养学生在电磁场数值分析技术解决工程实际电磁场问题的能力，为学生在以后的科学研究和工程实践中独立使用和研究电磁场理论及其数值分析的相关理论和方法打下基础。
预修课程
高等数学、普通物理、工程电磁场、数学物理方法、数值计算
大纲内容
第一章 矢量分析与电磁场概论 8.0学时 徐小宇
第1节 矢量分析基础
第1节 矢量分析基础
第2节 电磁场的场与源
第2节 电磁场的场与源
第3节 电磁场基本方程组
第3节 电磁场基本方程组
第4节 电磁场的位函数及其控制方程
第4节 电磁场的位函数及其控制方程
第5节 电磁场的边界条件
第5节 电磁场的边界条件
第二章 电磁场有限元法基本理论 12.0学时 徐小宇
第1节 有限元法基本原理
第1节 有限元法基本原理
第2节 矢量有限元与渐近边界条件
第2节 矢量有限元与渐近边界条件
第3节 时域分析方法
第3节 时域分析方法
第4节 频域分析方法
第4节 频域分析方法
第5节 其它电磁场数值分析方法
第5节 其它电磁场数值分析方法
第三章 有限元法的工程应用 7.5学时 徐小宇
第1节 静电场问题与静磁场问题分析
第1节 静电场问题与静磁场问题分析
第2节 涡流问题分析
第2节 涡流问题分析
第3节 瞬态电磁场问题分析
第3节 瞬态电磁场问题分析
第4节 永磁问题计算
第4节 永磁问题计算
第5节 非线性问题计算
第5节 非线性问题计算
第四章 电磁场计算相关问题分析 7.5学时 徐小宇
第1节 电磁参数及电磁力计算
第1节 电磁参数及电磁力计算
第2节 多物理场耦合及场路耦合分析
第2节 多物理场耦合及场路耦合分析
第3节 电磁场逆问题分析
第3节 电磁场逆问题分析
第五章 电磁场分析软件实现基础 5.0学时 徐小宇
第1节 有限元法算法实现流程概要
第1节 有限元法算法实现流程概要
第2节 电磁场软件EMPbridge实践
第2节 电磁场软件EMPbridge实践
教材信息
1、
工程电磁场数值分析与综合
谢德馨、杨仕友
2009年1月
机械工业出版社
参考书
1、
电磁场理论及数值分析
刘国强、刘婧
2023年1月
科学出版社
2、
Electromagnetics and Calculation of Fields
Nathan Ida, Joo P. A. Bastos
2012年10月
Springer New York, NY
3、
电磁场有限元方法
金建铭
1998年1月
西安电子科技大学出版社
课程教师信息
徐小宇，男，副研究员，硕士研究生导师，主要研究方向电磁及多物理耦合分析方法；电子电气材料建模与仿真；器件与系统建模与设计优化；主持国家自然科学基金：无线电能传输小型局域网络的电磁建模及运行特性分析，参与国家重点研发计划高性能计算专项“基于高性能计算的集成电路电子设计自动化平台”。