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：闫帅
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 矢量分析与电磁场基础 9.0学时 闫帅
第1节 矢量分析基础；电磁场的场源、场量、基本方程组
第2节 电磁场的位函数与波动方程
第3节 电磁场的边界条件
第二章 电磁场有限元数值计算 9.0学时 闫帅
第1节 有限元方法基本原理
第2节 矢量有限元与时频域求解器
第3节 数值稳定性、误差来源与控制、其他电磁场数值计算方法
第三章 有限元法的工程应用 9.0学时 闫帅
第1节 静电场计算与静磁场计算
第2节 涡流场计算与瞬态电磁场计算
第3节 非线性材料问题、全波问题
第四章 电磁场数值计算拓展 9.0学时 闫帅
第1节 电磁参数及电磁力计算、场路耦合分析
第2节 多物理场耦合分析
第3节 参数化分析及优化设计、逆问题
第五章 电磁场分析软件实现基础 4.0学时 闫帅
第1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
闫帅，中国科学院电工研究所副研究员，长期围绕电磁场计算、多物理场计算、模型降阶方法、工业软件研发开展研究工作，负责1项中国科学院战略项目课题，1项国家重点研发项目课题，1项自然科学基金，发表SCI期刊文章23篇。