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| 內容簡介： |
针对电磁问题，本书从麦克斯韦方程及其引申方程出发，构建电磁问题的表征方程，同时从数学原理出发，分析电磁表征方程的数学分析、等效与求解。主要包括电磁问题与电磁分析方法等的描述，基本数学原理的讲解，解析方法、数值方法原理、矩量法、几何绕射法、时域有限差分法、并行计算等具体方法的讲解。
本书可用作“计算电磁学”课程的教材，另外也可供电磁计算方法研究者及相关人员参考。
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| 目錄：
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第1章绪论1
1.1电磁研究新进展的相关名词1
1.2电磁理论的发展6
1.3电磁计算的发展历史11
1.4计算电磁学的定义14
1.5计算电磁学常用工具16
1.6本章小结21
1.7问题与讨论21第2章电磁场理论回顾与解析方法22
2.1电磁基本方程22
2.2坡印亭定理和坡印亭矢量30
2.3波动方程和电磁位函数31
2.4对偶形式的电磁场方程34
2.5性定理与亥姆霍兹定理35
2.6电磁场边界值问题35
2.7波和介质中的等效原理36
2.8滞后位41
2.9导波系统的分离变量法求解42
2.10空间电磁场的表示45
2.11本章小结46
2.12问题与讨论46第3章电磁计算方法概论47
3.1电磁计算研究新进展的相关名词47
3.2电磁计算方法概论48
3.3电磁问题的数值分析方法55
3.4数值分析方法的评估59
3.5新的电磁计算探讨59
3.6本章小结60
3.7问题与讨论60第4章电磁计算的数学基础与泛函解法61
4.1变分法61
4.2泛函63
4.3泛函解法71
4.4本章小结90
4.5问题与讨论90第5章矩量法91
5.1矩量法的基本原理91
5.2近似算子和扩展算子101
5.3二维散射场的矩量法求解105
5.4线形天线中的矩量法解111
5.5任意弯曲细线天线的矩量法解116
5.6本章小结122
5.7问题与讨论122第6章有限元法124
6.1有限元法思想及特点124
6.2有限元的变分原理125
6.3有限元方法的基本步骤128
6.4应用实例131
6.5本章小结135
6.6问题与讨论136第7章时域有限差分法137
7.1时域有限差分法研究进展的相关名词137
7.2时域有限差分法概述137
7.3时域有限差分法的发展与应用138
7.4时域有限差分法的基本原理139
7.5天线问题的FDTD计算152
7.6亚网格在电磁散射问题中的应用168
7.7本章小结170
7.8问题与讨论170第8章几何绕射理论171
8.1理论背景171
8.2几何绕射理论的基本概念172
8.3射线跟踪法196
8.4GTD的新进展197
8.5本章小结199
8.6问题与讨论199第9章并行电磁计算201
9.1理论背景201
9.2并行计算基础概述202
9.3并行计算平台204
9.4基于消息传递的并行计算207
9.5并行计算的性能指标208
9.6编程平台208
9.7电磁环境并行计算210
9.8常用并行算法212
9.9并行计算成果215
9.10基于OpenMP的FDTD并行算法的实现216
9.11本章小结221
9.12问题与讨论221参考文献222索引228
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| 內容試閱：
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上海交通大学为研究生开设“计算电磁学”这门课已有三十多年历史，1994年至2008年由金荣洪主讲，2009年起由耿军平主讲。期间一直没有采用一本固定的教材，而是由主讲教师参照一些著作、参考文献以及科研中的案例形成教案，这样做的好处是可以根据学科的发展、生源的不同而及时调整，使得授课内容更贴近需求，也能及时介绍一些前沿性的研究成果。但不便之处也显而易见，学生不便于预习，教师备课工作量大，也不符合学校规范化管理的要求。经过这么多年的打磨，已具备了出一本教材的条件。因此借上海市“高峰高原”学科建设的东风，编写了这本以满足研究生学位课程“计算电磁学”为首要目的的教材。在此衷心感谢上海市“高峰高原”学科建设计划的支持。
自1865年麦克斯韦发表的《电磁场的动力学理论》一文中揭示了电、磁现象与光的内在联系及统一性以来，电磁问题的求解是电磁领域理论研究和工程设计的基础。我们所面对的电磁问题中，除了极少数可以得到解析解之外，绝大多数电磁问题需要通过数值计算的方法来求解。随着频谱资源的日趋紧张和高频电磁波、毫米波，甚至更高频率电磁问题的出现，相应的数值计算的难度和问题规模也快速增加。对应的电磁计算方法也经由矩量法、有限元法、FDTD等向跨域计算、快速计算、并行计算等方向发展。
本书从电磁计算的基本原理出发，阐述了电磁场问题与泛函极值问题的映射关系，并结合物理问题的边界条件分析了与电磁问题对应的泛函极值问题的求解方法。在此基础上，介绍了几类主要的电磁计算方法，包括问题建模和求解过程。本书可作为学生学习电磁计算的教材，也是专门研究电磁计算方法的入门书。通过阅读本书，可以系统了解电磁计算方法的原理和发展过程，理解电磁计算的发展方向。
第1章绪论，主要介绍电磁计算的发展历史和一些观点，包括电磁计算的新进展。第2章主要回顾电磁场理论和电磁问题求解的解析方法。第3章主要介绍各种电磁计算方法及其分类。第4章主要介绍电磁计算方法的数学基础，尤其是对应的变分问题的泛函分析方法。第5章主要讲述矩量法的原理和演化，包括不同问题的求解过程。第6章介绍有限元方法在电磁计算中的基本原理和应用。第7章主要介绍时域有限差分法的基本原理和计算不同电磁问题的具体应用。第8章主要介绍几何绕射方法的基本原理和几种问题的应用求解。第9章主要介绍并行电磁计算的基本理论，平台环境和几种算法的应用。
部分章节专门增加了新进展的相关名词，让读者了解相应算法近期的发展。每章的后留有思考题和计算题，读者可以通过对习题的解答加深对每章内容的理解，并把算法具体运用到电磁问题的求解中。
在本书的撰写过程中，这些年来听计算电磁学课的很多同学和我们天线课题组的很多同学参与了上课录音和书稿的整理，特别是吴昊博、王磊、任超凡、刘二伟、张静、周晗、王堃、陈瑞华、韩家伟、程旭旭、高伟男、杨思磊等同学，在此一并表示感谢。同时也感谢上海市“高峰高原”学科建设计划“通信与信息工程学科”负责人张文军教授和负责系列教材出版计划的解蓉副教授的大力支持，感谢上海交通大学出版社编辑张勇老师的辛勤工作，感谢大家的支持和帮助。
由于作者水平所限，书中存在的疏漏之处，恳请同行专家和读者不吝指正。
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