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杨利霞 、 郑召文 、 施卫东 、 殷红成 、 韦笑 著 / 科学出版社 / 2015-11 / 平装
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上书时间2023-08-10
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等离子体介质电磁特性时域有限差分方法及应用
复杂色散介质的电磁特性问题,特别是等离子体介质的研究是当前国内外研究的前沿热点之一,其研究对国家民用和国防应用领域具有重要价值。目前研究复杂等离子体介质主要的数值方法是时域有限差分(FDTD)方法。《等离子体介质电磁特性时域有限差分方法及应用》主要在前人研究FDTD方法的基础上提出了一种基于拉氏变换的FDTD方法,应用该方法分析了非时变及时变等离子体电磁特性。研究了FDTD方法中NPML吸收边界及其截断等离子体色散介质改进形式,并将UPML吸收边界条件推广应用于截断色散等离子体介质。提出了一种等离子体薄涂层电磁散射的SIBCs-FDTD方法。利用前面的方法分析了一维和二维(含空变)等离子体光子晶体的带隙特性及周期金属纳米结构表面等离子体激元的相关特性。
《等离子体介质电磁特性时域有限差分方法及应用》可供高/等院校和科研院所的电磁场与微波技术、无线电物理、电波传播、计算电磁学等专业及研究方向上的研究生、学科教师和科研工作者参考和使用。
第1章 FDTD基本原理1.1 麦克斯韦方程组及其离散化1.2 FDTD基本点及基本计算区1.3 数值稳定性参考文献第2章 等离子体电磁特性的时域算法2.1 一维等离子体FDTD算法2.1.1 磁化等离子体的FDTD算法2.1.2 CDlT-FDTD算法2.1.3 LTJEC-FDTD算法2.1.4 算例验证2.1.5 非磁化等离子体的FDTD算法2.2 三维等离子体FDFD算法2.2.1 磁化等离子体的FDTD算法2.2.2 非时变磁化等离子体的FDFD算法2.2.3 非时变磁化等离子体的FDTD算法的数值验证2.2.4 时变磁化等离子体的FDTD算法2.2.5 时变磁化等离子体的FDTD算法的数值验证2.2.6 非磁化等离子体的FDTD算法参考文献第3章 截断普通介质NPML吸收边界3.1 NPML方法3.1.1 NPML方法的提出3.1.2 电磁波在NPML吸收边界中的传输特性3.1.3 基于拉伸坐标系的NPML吸收边界正确性验证3.1.4 NPML吸收边界中不同区域的处理3.2 截断普通介质的一维NPML吸收边界条件3.3 截断普通介质的二维NPML吸收边界条件3.4 截断普通介质的三维NPML吸收边界条件3.4.1 普通介质的FDTD递推式3.4.2 三维NPML吸收边界FDTD离散式的推导3.4.3 算例验证与分析参考文献第4章 截断色散介质NPML吸收边界4.1 截断等离子体的一维M-NPML吸收边界条件4.1.1 等离子体的一维FDTD递推式4.1.2 基于拉普拉斯变换原理的电流密度FDTD迭代式4.1.3 截断等离子体的一维M-NPML吸收边界递推式4.1.4 算例验证与分析4.2 截断等离子体的二维M-NPML吸收边界条件4.2.1 等离子体的二维FDTD公式4.2.2 截断等离子体的二维M-NPML吸收边界的公式4.2.3 算例验证与分析4.3 截断磁化等离子体的三维M-NPML吸收边界条件4.3.1 磁化等离子体的三维FDTD公式4.3.2 截断等离子体的三维M-NPML吸收边界公式4.3.3 算例验证与分析参考文献第5章 截断各向异性介质NPML吸收边界5.1 NPML吸收边界截断半空间各向异性介质原理5.2 截断半空间各向异性介质的一维NPML吸收边界条件5.2.1 各向异性介质的一维FDTD递推式5.2.2 截断各向异性介质的一维NPML吸收边界FDTD电场分量递推式5.2.3 截断各向异性介质的一维NPML吸收边界FDTD磁场分量递推式5.2.4 截断各向异性介质的一维NPML吸收边界FDTD拉伸变量递推式5.2.5 截断半空间各向异性介质算例分析5.3 截断各向异性介质的二维NPML吸收边界条件5.3.1 各向异性介质的二维FDTD递推式5.3.2 截断各向异性介质的二维TE波NPML吸收边界递推式5.3.3 截断各向异性介质的二维TM波NPML吸收边界递推式5.3.4 截断各向异性介质的二维NPML吸收边界算例分析5.4 截断各向异性介质的三维NPML吸收边界条件5.4.1 各向异性介质的三维时域差分方程5.4.2 截断各向异性介质的三维NPML吸收边界:电场迭代式5.4.3 截断各向异性介质的三维NPML吸收边界:磁场迭代式5.4.4 NPML中辅助方程的FDTD迭代式及不同区域的处理5.4.5 数值算例验证参考文献第6章 色散介质M-UPML吸收边界6.1 等离子体中麦克斯韦方程组6.2 等离子体M-UPML吸收边界理论6.2.1 M-UPML吸收边界电场公式6.2.2 M-UPML吸收边界磁场公式6.3 卷积处理及公式离散6.3.1 卷积处理6.3.2 FDTD离散公式6.4 算法验证与分析6.4.1 一维算例验证6.4.2 三维算例验证参考文献第7章 非时变等离子体中电磁波的电磁散射特性7.1 非磁化等离子体电磁散射特性7.1.1 不同等离子体碰撞频率下电磁散射特性分析7.1.2 不同等离子体频率下电磁散射特性分析7.2 磁化等离子体电磁散射特性7.2.1 不同等离子体碰撞频率下电磁散射特性分析7.2.2 不同等离子体频率下电磁散射特性分析参考文献第8章 等离子体薄层涂覆导体目标磁散射的SIBCs-FDTD方法8.1 并置SIBCs-FDTD方法8.1.1 表面阻抗边界条件在FDTD方法中的运用8.1.2 并置节点原理的提出8.2 电磁波垂直入射到涂覆导体的并置SIBCs-FDTD方法8.2.1 涂覆导体的时域表面阻抗边界条件8.2.2 表面阻抗边界条件在FDTD方法中的实现8.2.3 电磁波垂直入射到涂覆导体的数值算例8.3 电磁波斜入射到涂覆导体的并置SIBCs-FDTD方法8.3.1 电磁波斜入射到涂覆导体的时域表面阻抗表达式8.3.2 并置节点表面阻抗边界条件公式在FDTD中的实现8.3.3 平行极化电磁波斜入射到涂覆导体一维算例的验证8.3.4 垂直极化电磁波斜入射到涂覆导体一维算例的验证8.4 非磁化等离子体涂覆金属目标的并置SIBCs-FDTD方法8.4.1 金属表面涂覆非磁化等离子体薄涂层的表面阻抗模型8.4.2 表面阻抗边界条件公式在时域中的推导8.4.3 三维并置节点SIBCs-FDTD迭代公式8.4.4 算例验证与分析参考文献第9章 时变等离子体中电磁波电磁特性9.1 一维瞬变等离子体的算法验证与数值分析9.1.1 一维瞬变等离子体电磁特性解析解的推导9.1.2 FDTD算法验证与数值分析9.2 一维缓变磁化等离子体的算法验证与数值分析9.2.1 一维缓变等离子体电磁特性的理论分析9.2.2 FDTD算法验证与数值分析9.3 一维复杂变化等离子体的算法验证与数值分析9.3.1 一维复杂变化等离子体电磁特性的理论分析9.3.2 算法验证与数值分析9.4 一维部分填充时变等离子体对电磁波的频域影响9.4.1 部分填充非时变等离子体9.4.2 部分填充瞬变等离子体9.4.3 部分填充复杂时变非磁化等离子体9.4.4 部分填充复杂时变磁化等离子体9.5 三维谐振腔中填充时变等离子体后的特性9.5.1 瞬变非磁化等离子体情形9.5.2 瞬变磁化等离子体情形9.5.3 缓变非磁化等离子体情形9.5.4 缓变磁化等离子体情形9.6 时变等离子体目标的电磁散射特性分析9.6.1 时变非磁化等离子体球的电磁散射特性9.6.2 时变磁化等离子体球的电磁散射特性9.6.3 时变非磁化等离子体涂覆金属球的电磁散射特性9.6.4 时变磁化等离子体涂覆金属球的电磁散射特性9.6.5 时变非磁化等离子体涂覆导弹的电磁散射特性9.6.6 时变磁化等离子体涂覆导弹的电磁散射特性参考文献第10章 一维等离子体光子晶体带隙特性第11章 二维等离子体光子晶体带隙特性第12章 周期金属纳米结构表面等离子体激元附录A附录B附录C附录D附录E 等效输入阻抗公式推导附录F 基于平面波的散射矩阵方法F.1 TMz波F.2 TEz波
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开播时间:09月02日 10:30