Fast Time Domain Integral Equation Solvers (IEEE Press Series on Electromagnetic Wave Theory) pdf epub mobi txt 电子书下载 2026

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出版者:Wiley-IEEE Press

作者:Eric Michielssen

出品人:

页数:400

译者:

出版时间:2010-06-08

价格:USD 130.00

装帧:Hardcover

isbn号码:9780470478776

丛书系列:

图书标签:

Electromagnetics
Integral Equations
Time-Domain
Numerical Methods
Computational Electromagnetics
IEEE Press
Solvers
Antennas
Microwaves
Simulation

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具体描述

Fast Time Domain Integral Equation Solvers 《Fast Time Domain Integral Equation Solvers》一书汇集了电磁波理论领域内关于快速求解时域积分方程的前沿研究成果，旨在为相关领域的学者、研究人员和工程师提供一份全面而深入的指南。本书专注于提升时域积分方程（TDIEs）求解的效率，这对于处理复杂瞬态电磁现象至关重要，例如雷达散射、瞬态电磁干扰、电磁兼容性以及超宽带通信等。本书的编写涵盖了从基础理论到先进算法的多个层面。首先，它系统性地回顾了时域积分方程方法的基本原理，包括不同形式的积分方程（如 the electric field integral equation (EFIE) 和 the magnetic field integral equation (MFIE)）在时域内的表述和离散化技术。这部分内容为读者打下坚实的理论基础，理解TDIEs的数学框架。核心内容聚焦于“快速”求解策略。本书深入探讨了各种能够显著降低计算复杂度的技术。这包括但不限于：时域加速技术：介绍了一系列旨在加速TDIEs求解过程的技术，例如使用分层矩阵（hierarchical matrices）、快速多极子方法（fast multipole methods, FMM）以及其他基于树结构或低秩逼近的算法。这些技术能够有效地处理积分方程中出现的密集矩阵，将原本立方或平方级别的计算复杂度降低到接近线性级别，从而使得处理大规模问题成为可能。时域基函数和测试函数：详细阐述了用于表示未知电流或场分布的时域基函数（如脉冲函数、三角形函数、块函数等）以及相应的测试函数（如点匹配、加权平均等）。讨论了不同基函数和测试函数的选择对求解精度和效率的影响，并介绍了如何构建和优化这些函数以适应特定的时域问题。时域隐式和显式方法：比较和分析了不同的时间积分方案，包括显式方法（如向前欧拉法）和隐式方法（如向后欧拉法、Crank-Nicolson方法）。重点关注这些方法在稳定性、精度和计算效率方面的权衡，以及它们如何与积分方程的离散化相结合。混合方法：探讨了结合不同数值方法以达到最佳性能的策略，例如将时域积分方程方法与时域有限元方法（FEM）或时域有限差分方法（FDTD）相结合，以利用各自的优势处理不同类型的边界条件或几何结构。先进的离散化技术：涵盖了如 the space-time Galerkin方法、Crouzeix-Raviart（CR）元等更高级的离散化技术，它们在提高求解精度和处理复杂模型方面具有显著优势。特定应用案例：本书还通过具体的电磁问题实例，展示了这些快速求解技术在实际应用中的有效性。这包括对复杂目标的瞬态散射分析、宽带天线设计、以及EMC/EMI问题的仿真等。通过这些案例，读者可以更直观地理解理论方法的实际应用和性能评估。本书的另一大亮点在于其对算法实现的细节和优化策略的探讨。作者们分享了在高计算效率的同时保证数值稳定性和精度的关键考虑因素，例如条件数处理、内存管理、并行计算以及GPU加速等。这些实用的实现技巧对于将理论算法转化为可靠的工程工具至关重要。《Fast Time Domain Integral Equation Solvers》旨在成为电磁场计算领域研究人员的重要参考，特别是对于那些需要处理大规模、瞬态电磁问题，并寻求高效、准确数值解决方案的研究者。它不仅提供了最新的理论进展和算法，还强调了将这些进展应用于实际工程挑战的实用性。通过阅读本书，读者将能够掌握构建和应用高效时域积分方程求解器的核心知识和技术，从而在各自的研究和工程领域取得突破。