電磁場數(shù)值計算及基于FreeFEM的編程實現(xiàn)

目錄 序一
序二
前言
第1章電磁場有限元計算的基本理論
1.1電磁場基本理論
1.1.1麥克斯韋方程組
1.1.2標量及矢量位函數(shù)表示的電磁場方程
1.1.3電磁場問題的邊界條件
1.1.4電磁場的激勵源
1.2電磁場數(shù)值計算有限元法介紹
1.2.1二維靜電場有限元法初步
1.2.2前處理網(wǎng)格技術(shù)
1.2.3電磁場量的后處理方法
參考文獻
第2章FreeFEM軟件介紹及基本編程方法
2.1FreeFEM軟件簡介
2.2入門指南
2.2.1FreeFEM語言的特色及功能
2.2.2FreeFEM程序的開發(fā)流程
2.3FreeFEM腳本編程語法介紹
2.3.1數(shù)據(jù)類型
2.3.2主要類型
2.3.3保留字及全局變量
2.4網(wǎng)格生成功能
2.4.1square網(wǎng)格生成命令
2.4.2區(qū)域邊界的定義
2.4.3三維網(wǎng)格生成
2.4.4網(wǎng)格數(shù)據(jù)格式及讀寫
2.5靜電場問題FreeFEM編程舉例
參考文獻
第3章二維電場計算的有限元方法及FreeFEM代碼
3.1二維靜電場問題
3.1.1二維平面靜電場控制方程
3.1.2二維平面靜電場有限元計算格式
3.1.3二維軸對稱靜電場控制方程
3.1.4二維軸對稱靜電場有限元計算格式
3.1.5算例1TEAM 33B靜電場問題
3.1.6算例2多導(dǎo)體系統(tǒng)電容矩陣的計算
3.1.7算例3圓柱形電容器自電容的計算
3.2二維直流傳導(dǎo)電場問題
3.2.1二維平面直流傳導(dǎo)電場控制方程
3.2.2二維平面恒定電流場有限元計算格式
3.2.3二維軸對稱直流傳導(dǎo)電場
3.2.4二維軸對稱恒定電流場有限元計算格式
3.2.5算例4金屬薄片電阻計算
3.2.6算例5半球接地極接地電阻計算
3.3二維交流傳導(dǎo)電場問題
3.3.1二維平面交流傳導(dǎo)電場控制方程
3.3.2二維平面交流傳導(dǎo)電場的有限元計算格式
3.3.3二維軸對稱交流傳導(dǎo)電場控制方程
3.3.4二維軸對稱交流傳導(dǎo)電場的有限元計算格式
3.3.5算例6有損電介質(zhì)平板電容器的介質(zhì)損耗計算
3.3.6算例7電纜接頭的交流電場計算
3.4二維瞬態(tài)電場問題
3.4.1二維平面瞬態(tài)電場控制方程
3.4.2二維平面瞬態(tài)電場有限元計算格式
3.4.3二維軸對稱瞬態(tài)電場
3.4.4二維軸對稱瞬態(tài)電場有限元計算格式
3.4.5算例8多層電容器瞬態(tài)電場分析
3.4.6算例9圓盤形電容器瞬態(tài)電場分析
參考文獻
第4章二維磁場計算的有限元方法及FreeFEM代碼
4.1二維靜磁場問題
4.1.1二維平行平面靜磁場控制方程
4.1.2二維平面靜磁場有限元格式
4.1.3二維軸對稱靜磁場控制方程
4.1.4二維軸對稱靜磁場有限元格式
4.1.5算例1兩塊矩形永磁體的作用力（xy平面坐標）
4.1.6算例2無限長平行輸電線回路單位長度的電感（xy坐標）
4.1.7算例3兩個線圈的作用力（rz坐標）
4.1.8算例4螺線管中心軸線Bz的解析解以及電感計算（rz坐標）
4.2二維渦流場（時諧磁場/交流磁場）問題
4.2.1二維平面渦流場控制方程
4.2.2二維平面渦流場有限元格式
4.2.3二維軸對稱渦流場控制方程
4.2.4二維軸對稱渦流場有限元格式
4.2.5算例5TEAM Workshop Problem 30 A：二維平面渦流場分析
4.2.6算例6單匝實體線圈之間的互感
4.3二維瞬態(tài)磁場問題
4.3.1二維平面瞬態(tài)磁場控制方程
4.3.2二維平面瞬態(tài)磁場有限元格式
4.3.3二維軸對稱瞬態(tài)磁場控制方程
4.3.4二維軸對稱瞬態(tài)磁場有限元格式
4.3.5算例7TEAM Workshop第30A問題：二維平面瞬態(tài)磁場分析
4.3.6算例8TEAM Workshop第9-1問題：柱對稱瞬態(tài)磁場計算
參考文獻
第5章三維電場計算的有限元方法及FreeFEM代碼
5.1三維靜電場問題
5.1.1三維靜電場控制方程
5.1.2三維靜電場有限元格式
5.1.3電容矩陣的提取及靜電力的計算方法
5.1.4算例1孤立金屬球電容的計算
5.1.5算例2兩個導(dǎo)體球系統(tǒng)的電容計算
5.2三維直流傳導(dǎo)電場問題
5.2.1三維直流傳導(dǎo)電場控制方程
5.2.2三維直流傳導(dǎo)電場有限元格式
5.2.3損耗的計算及電阻矩陣的提取
5.2.4算例3三維接地電阻計算問題
5.3三維交流傳導(dǎo)電場問題
5.3.1三維交流傳導(dǎo)電場控制方程
5.3.2三維交流傳導(dǎo)電場有限元計算格式
5.3.3算例4平板電容器（有損電介質(zhì)）
5.4三維瞬態(tài)電場問題
5.4.1三維瞬態(tài)電場控制方程
5.4.2三維瞬態(tài)電場有限元格式
5.4.3算例5三維麥克斯韋電容器（有損電介質(zhì)）
參考文獻
第6章三維低頻磁場計算的有限元方法及FreeFEM編程案例
6.1三維靜磁場問題
6.1.1三維靜磁場控制方程、激勵源及邊界條件
6.1.2三維靜磁場矢量磁位法（A→方法）
6.1.3三維靜磁場標量磁位方法（Ω方法）
6.1.4三維靜磁場混合有限元方法（H→方法）
6.1.5Whitney矢量單元基函數(shù)
6.1.6算例13D螺線管（A→-χ方法）
6.1.7算例13D螺線管（H→方法）
6.1.8算例13D螺線管（T→0-Ω方法）
6.1.9算例2永磁體間作用力
6.2三維渦流場問題
6.2.1三維渦流場控制方程、激勵源及邊界條件
6.2.2三維渦流問題A→-φ方法的數(shù)學(xué)表達
6.2.3三維渦流問題A→-φ方法的有限元格式
6.2.4三維渦流問題的A→方法
6.2.5三維渦流問題A→方法有限元格式
6.2.6算例3TEAM Workshop第7基準問題：頻域損耗計算（A→-φ方法）
6.2.7算例4功率電感參數(shù)提取（A→格式）
6.3三維瞬態(tài)磁場問題
6.3.1三維瞬態(tài)磁場控制方程、激勵條件及邊界條件
6.3.2三維瞬態(tài)磁場有限元格式
6.3.3算例5TEAM Workshop第7基準問題：時域瞬態(tài)磁場分析
參考文獻