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某些电磁波传播问题的格子Boltzmann模拟 预览
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作者 刘艳红 闫广武 《吉林大学学报:理学版》 CAS 北大核心 2019年第2期271-276,共6页
用格子Boltzmann方法考虑空间不含源项的Maxwell方程组,先构建Maxwell方程组的格子Boltzmann模型并进行数值实验,然后将格子Boltzmann方法与其他传统方法得到的数值解进行比较.结果表明,格子Boltzmann方法是一种求解Maxwell方程组的有... 用格子Boltzmann方法考虑空间不含源项的Maxwell方程组,先构建Maxwell方程组的格子Boltzmann模型并进行数值实验,然后将格子Boltzmann方法与其他传统方法得到的数值解进行比较.结果表明,格子Boltzmann方法是一种求解Maxwell方程组的有效方法. 展开更多
关键词 格子BOLTZMANN方法 MAXWELL方程 电磁波传播
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Maxwell方程的一种显式时间高精度有限差分方法
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作者 石仁刚 高理平 《中国科学:数学》 CSCD 北大核心 2019年第8期1139-1158,共20页
时间离散是Maxwell方程数值方法研究的重要内容,涉及方法的稳定性、收敛性、精度和计算复杂度等.本文利用Taylor多项式逼近理论,提出了一种时间离散新方法.该方法的特点是,显式计算,关于时间变量具有任意阶精度,容易与空间离散方法相结... 时间离散是Maxwell方程数值方法研究的重要内容,涉及方法的稳定性、收敛性、精度和计算复杂度等.本文利用Taylor多项式逼近理论,提出了一种时间离散新方法.该方法的特点是,显式计算,关于时间变量具有任意阶精度,容易与空间离散方法相结合.将该方法与空间离散的中心差分方法结合,提出求解三维Maxwell方程的一种显式有限差分方法,记为HAIT-FDTD (high accurate in time finite difference time domain).理论分析表明,新方法的精度关于空间二阶、关于时间M阶,其中M是多项式的次数并且在计算中可以选取任意值.利用Fourier分析证明了HAIT-FDTD稳定,并且稳定性条件不受CFL (Courant-Friedrichs-Lewy)条件的限制,同时还分析了数值弥散,证明了数值弥散关系式收敛于连续弥散关系式.数值实验给出了增长因子、数值弥散误差及对一个波导问题的计算和分析.计算结果验证了理论分析,并且发现HAIT-FDTD的数值弥散误差小于Yee格式和交替方向隐式时域有限差分方法(alternating direction implicit finite difference time domain, ADI-FDTD)的相应误差;近似保持能量守恒性和电磁场散度为零的性质;计算和程序实现简单,具有Yee格式的优点,并且时间可以采取大步长,具有ADI-FDTD的特点,比ADI-FDTD更节省CPU时间,适于长时间计算. 展开更多
关键词 MAXWELL方程 时域有限差分方法 稳定性 数值弥散 高精度 Taylor多项式
A Review on Stochastic Multi-symplectic Methods for Stochastic Maxwell Equations 预览
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作者 Liying Zhang Chuchu Chen +1 位作者 Jialin Hong Lihai Ji 《应用数学与计算数学学报(英文)》 2019年第3期467-501,共35页
Stochastic multi-symplectic methods are a class of numerical methods preserving the discrete stochastic multi-symplectic conservation law. These methods have the remarkable superiority to conventional numerical method... Stochastic multi-symplectic methods are a class of numerical methods preserving the discrete stochastic multi-symplectic conservation law. These methods have the remarkable superiority to conventional numerical methods when applied to stochastic Hamiltonian partial differential equations (PDEs), such as long-time behavior, geometric structure preserving, and physical properties preserving. Stochastic Maxwell equations driven by either additive noise or multiplicative noise are a system of stochastic Hamiltonian PDEs intrinsically, which play an important role in fields such as stochastic electromagnetism and statistical radiophysics. Thereby, the construction and the analysis of various numerical methods for stochastic Maxwell equations which inherit the stochastic multi-symplecticity, the evolution laws of energy and divergence of the original system are an important and promising subject. The first stochastic multi-symplectic method is designed and analyzed to stochastic Maxwell equations by Hong et al.(A stochastic multi-symplectic scheme for stochastic Maxwell equations with additive noise. J. Comput. Phys. 268:255-268, 2014). Subsequently, there have been developed various stochastic multi-symplectic methods to solve stochastic Maxwell equations. In this paper, we make a review on these stochastic multi-symplectic methods for solving stochastic Maxwell equations driven by a stochastic process. Meanwhile, the theoretical results of well-posedness and conservation laws of the stochastic Maxwell equations are included. 展开更多
关键词 STOCHASTIC MULTI-SYMPLECTIC METHODS STOCHASTIC HAMILTONIAN partial differential EQUATIONS STOCHASTIC Maxwell EQUATIONS Structure-preserving METHODS
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电磁轨道炮内弹道接触电阻分析 预览
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作者 王雪军 顾金良 +2 位作者 罗红娥 田慧 栗保明 《南京理工大学学报:自然科学版》 CAS CSCD 北大核心 2019年第3期306-311,共6页
为了研究电磁轨道炮电枢和轨道之间的接触阻抗变化,本文通过建立U型电枢和简单轨道间的磁扩散模型,根据麦克斯韦方程组计算电枢和轨道间的接触压力与电磁推力。在考虑接触形式、接触压力的影响下根据霍姆电接触模型计算电枢运动过程中... 为了研究电磁轨道炮电枢和轨道之间的接触阻抗变化,本文通过建立U型电枢和简单轨道间的磁扩散模型,根据麦克斯韦方程组计算电枢和轨道间的接触压力与电磁推力。在考虑接触形式、接触压力的影响下根据霍姆电接触模型计算电枢运动过程中的接触电阻变化,并通过对电枢的动力学分析引入速度趋肤效应引起的附加接触电阻变化。采用Comsol Multiphysic有限元分析软件对电枢进行力学分析,然后通过该软件与MATLAB联合编程得到在电枢运动过程中接触电阻的变化曲线。发现接触阻抗的变化值为0.22~4.5mΩ,并且电枢速度对其变化的影响较大。 展开更多
关键词 电磁轨道炮 接触电阻 电枢 轨道 磁扩散模型 麦克斯韦方程组 霍姆电接触模型
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浅海条件下垂直时谐电偶极子在空气中的磁场 预览
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作者 孙玉绘 林春生 +1 位作者 吴海兵 翟国君 《舰船科学技术》 北大核心 2019年第5期127-130,136共5页
为分析船舶轴频磁场在空气中的传播特性,把船舶的轴频电流等效为垂直时谐电偶极子,对3层介质中垂直时谐电偶极子在空气层产生的磁场进行求解。借助麦克斯韦方程组和电磁场边界条件建立了垂直时谐电偶极子在空气中矢量磁位的模型,由矢量... 为分析船舶轴频磁场在空气中的传播特性,把船舶的轴频电流等效为垂直时谐电偶极子,对3层介质中垂直时谐电偶极子在空气层产生的磁场进行求解。借助麦克斯韦方程组和电磁场边界条件建立了垂直时谐电偶极子在空气中矢量磁位的模型,由矢量磁位推导了磁场三分量的表达式,并利用快速汉克尔变换对包含贝塞尔函数积分的磁场进行数值计算。最后,通过碳棒电极在海水水池中的实验,验证了本文的实用性和有效性。 展开更多
关键词 船舶轴频磁场 垂直时谐电偶极子 麦克斯韦方程组 矢量磁位
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霍奇星算子与外微分算符的组合规律 预览
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作者 彭俊金 《河南师范大学学报:自然科学版》 CAS 北大核心 2019年第3期47-54,共8页
系统探讨了霍奇星算子与外微分算符作用于任意微分形式场时二者的一般组合规律.首先,找到了保持微分形式场的次不变的2个组合算符,并通过二者的线性组合得到了一个新算符.其次,当由任意数目的霍奇星算子与外微分算符进行组合时,导出了... 系统探讨了霍奇星算子与外微分算符作用于任意微分形式场时二者的一般组合规律.首先,找到了保持微分形式场的次不变的2个组合算符,并通过二者的线性组合得到了一个新算符.其次,当由任意数目的霍奇星算子与外微分算符进行组合时,导出了所有形式上彼此互异的组合算符的统一表达式.这些表达式由单个霍奇星算子与外微分算符以及二者的任选2个的非零组合构成.在此基础上,分析了所有算符之间的相互作用关系,并根据这些算符对微分形式的次的改变情况,对它们进行了具体分类.最后,作为一个应用,详细讨论了如何由次相同的微分形式的线性组合来构造电磁场的麦克斯韦方程. 展开更多
关键词 霍奇星算子 外微分算符 麦克斯韦方程 广义相对论 微分几何
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电磁式计轴传感器技术
7
作者 王翔 《电工材料》 CAS 2019年第2期25-28,共4页
对电磁式计轴传感器的核心理论——电磁原理进行了麦克斯韦方程组解析。针对不同的电磁式计轴传感器做出分析和对比,总结了计轴技术的发展趋势。
关键词 麦克斯韦方程 电磁原理 计轴传感器 磁场分析
“电磁场”教学核心麦克斯韦方程组的多视角解读 预览
8
作者 付兴贺 胥世豪 《电气电子教学学报》 2019年第4期90-99,共10页
麦克斯韦方程组是电气类学生“电磁场”课程的教学重点和难点。本文从物理和数学的视角对麦克斯韦方程组的既有解读进行补充,对麦克斯韦方程组所体现的哲学与美学思想以及麦克斯韦本人的教育经历和科研方法加以分析和延展,旨在从多个视... 麦克斯韦方程组是电气类学生“电磁场”课程的教学重点和难点。本文从物理和数学的视角对麦克斯韦方程组的既有解读进行补充,对麦克斯韦方程组所体现的哲学与美学思想以及麦克斯韦本人的教育经历和科研方法加以分析和延展,旨在从多个视角审视并概括总结麦克斯韦方程组所蕴含的伟大思想和宝贵经验,使学生了解麦克斯韦方程组的独特魅力,为学好“电磁场”课程以及从事科学研究奠定基础。 展开更多
关键词 麦克斯韦方程组 电磁场 多视角
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磁导率不为零的Maxwell方程的分裂时域有限差分方法 预览
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作者 张莉 张健 《四川师范大学学报:自然科学版》 北大核心 2018年第1期44-50,共7页
采用分裂技巧在交错网格上对非零磁导率的Maxwell方程提出一种新的两步差分格式:TS-FDTDI和TS-FDTDII,并给出详细的误差分析.由截断误差表达式可得TS-FDTDI格式关于时间是一阶收敛,关于空间是二阶收敛;TS-FDTDII格式关于时间和空间都... 采用分裂技巧在交错网格上对非零磁导率的Maxwell方程提出一种新的两步差分格式:TS-FDTDI和TS-FDTDII,并给出详细的误差分析.由截断误差表达式可得TS-FDTDI格式关于时间是一阶收敛,关于空间是二阶收敛;TS-FDTDII格式关于时间和空间都是二阶收敛.最后利用Fourier分析方法进行稳定性分析,用数值模拟得到差分格式是无条件稳定的. 展开更多
关键词 MAXWELL方程 分裂时域方法 两步差分格式 无条件稳定
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AN ADAPTIVE FINITE ELEMENT METHOD FOR THE WAVE SCATTERING BY A PERIODIC CHIRAL STRUCTURE
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作者 Zhoufeng Wang Peiqi Huang 《计算数学:英文版》 SCIE CSCD 2018年第6期845-865,共21页
在 chiral 媒介的电磁波繁殖被马方程和 Drude-Born-Fedorov 管理(组成) 方程。这个问题被简化到一个二维的散布问题,并且被介绍二个透明边界条件在一个围住的领域提出。一与非局部的边界操作员的截断联系的 posteriori 错误估计被建... 在 chiral 媒介的电磁波繁殖被马方程和 Drude-Born-Fedorov 管理(组成) 方程。这个问题被简化到一个二维的散布问题,并且被介绍二个透明边界条件在一个围住的领域提出。一与非局部的边界操作员的截断联系的 posteriori 错误估计被建立。基于 posteriori 错误控制,一个有限元素适应策略为计算衍射问题被介绍。截断参数突然地彻底地是坚定的 posteriori 错误估计。数字实验被包括说明我们的错误估计和建议适应算法的坚韧性和有效性。 展开更多
关键词 有限元素 散布 透明边界条件 周期 波浪 结构 截断参数 麦克斯韦
电路和电磁场课程教学中的内在联系 预览
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作者 石峰 朱红伟 +2 位作者 王国东 刘小莲 王昊 《教育教学论坛》 2018年第32期127-128,共2页
本文分别论述了基尔霍夫定律和麦克斯韦方程组的内容。并在集总参数条件下,由麦克斯韦方程组推导出了基尔霍夫定律,从而表明了两者之间的联系。在教学中指明这一点,有利于学生从不同的角度去看待两门课程之间的联系,从而有利于学生更好... 本文分别论述了基尔霍夫定律和麦克斯韦方程组的内容。并在集总参数条件下,由麦克斯韦方程组推导出了基尔霍夫定律,从而表明了两者之间的联系。在教学中指明这一点,有利于学生从不同的角度去看待两门课程之间的联系,从而有利于学生更好地学好这两门课程。 展开更多
关键词 基尔霍夫定律 麦克斯韦方程组 课程教学
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理解经典电磁学理论 预览 被引量:2
12
作者 王青 《物理与工程》 2018年第3期10-22,共13页
本文先回顾和评述传统对经典麦克斯韦方程组及洛伦兹力公式通过实验定律和作用量的两种理解方式,再给出一种以四度电磁势Aμ及规范对称为基础的另类理解方式。
关键词 麦克斯韦方程组 洛伦兹力 四度电磁势
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稳恒磁场矢势泊松方程分量形式探析 预览
13
作者 赵春然 朱孟正 +1 位作者 张金锋 公丕锋 《牡丹江师范学院学报:自然科学版》 2018年第1期40-42,共3页
讨论稳恒磁场矢势泊松方程在柱坐标系或球坐标系下分量形式的必要性.稳恒磁场问题中具有某种对称性,在柱坐标系或球坐标系下可极大地简化求解过程.
关键词 泊松方程 稳恒磁场 麦克斯韦方程组
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A SURVEY OF OPEN CAVITY SCATTERING PROBLEMS
14
作者 Peijun Li 《计算数学:英文版》 SCIE CSCD 2018年第1期1-16,共16页
从电磁学发展过程看麦克斯韦方程组的对称性 预览 被引量:1
15
作者 邓卫鹏 《许昌学院学报》 CAS 2018年第2期8-11,共4页
从麦克斯韦方程组具有的三种形式着手,通过对静态与时变这两类电磁场形式下关于麦克斯韦方程组的创建流程实施陈述,进而展现出电场和磁场在物理性质上的对称性,以及它们在彼此转换过程中具有的对称性.
关键词 电场 磁场 麦克斯韦方程组
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电磁波动方程新守恒及对差分格式的分析 预览
16
作者 曹敏敏 高理平 郭会 《山东师范大学学报:自然科学版》 CAS 2018年第2期139-149,共11页
本文研究了具有周期性边界条件的二阶电磁波动方程的守恒性,推出了在H^1、H^2和H^3半范数意义下的恒等式.证明了这类波动方程具有与电磁场旋度的L^2范数有关的新守恒性,并指明了这些恒等式与一般形式的麦克斯韦方程恒等式之间的关系... 本文研究了具有周期性边界条件的二阶电磁波动方程的守恒性,推出了在H^1、H^2和H^3半范数意义下的恒等式.证明了这类波动方程具有与电磁场旋度的L^2范数有关的新守恒性,并指明了这些恒等式与一般形式的麦克斯韦方程恒等式之间的关系.在此基础上,分析了波动方程的隐式中心差分方法(CN格式),给出了差分格式在离散H^1、H^2和H^3半范数下的数值恒等式和误差分析,证明了CN格式保持新守恒性和超收敛性.数值实验验证了波动方程的新守恒性和对CN格式的数值分析. 展开更多
关键词 麦克斯韦方程 波动方程 有限差分 旋度 守恒 收敛
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变速旋转带电圆柱体的空间电磁场计算 预览
17
作者 邝向军 贾连宝 《大学物理》 2018年第6期16-18,56共4页
本文利用变速旋转带电圆柱体电磁场的轴对称性,巧妙联合运用麦克斯韦方程组,以轴线上的磁场为初值,通过反复迭代的方法,获得了变速旋转带电圆柱体空间电磁场的无穷级数表达式.
关键词 变速旋转带电圆柱体 麦克斯韦方程组 迭代计算 空间电磁场
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单电荷的电磁波的几何形状和变化规律 预览
18
作者 江涛 《贵州工程应用技术学院学报》 2018年第3期99-101,共3页
提出了一个做圆周运动的电荷的电磁波模型,它解释了麦克斯韦方程组的物理意义,并且得出了微观的电磁波在电场和磁场两个方面不断转换的过程和直观图形。
关键词 电荷 电磁场 电磁波 麦克斯韦方程组 微观
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基于有限元分析方法对接地装置冲击特性研究 预览 被引量:1
19
作者 陈道辉 钟博宏 《电子测量技术》 2017年第1期62-66,共5页
由于冲击电流的作用,接地体周围的土壤将会产生火花效应,使得土壤的电阻率会发生变化,进而对冲击电流的散流过程造成影响。因此本文采用有限元分析方法,利用COMSOL Multiphysics软件,构建了考虑火花效应的接地装置冲击散流模型,主要研... 由于冲击电流的作用,接地体周围的土壤将会产生火花效应,使得土壤的电阻率会发生变化,进而对冲击电流的散流过程造成影响。因此本文采用有限元分析方法,利用COMSOL Multiphysics软件,构建了考虑火花效应的接地装置冲击散流模型,主要研究了垂直、水平接地体的冲击散流过程,通过模型的计算发现,接地装置在冲击散流的过程中电流主要从接地装置的末端散流到土壤中,这一情况也与实际情况相符合。 展开更多
关键词 火花效应 MAXWELL方程 有限元分析 土壤非线性
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一种新型的光子晶体光纤模型及分析 预览 被引量:1
20
作者 胡红宇 奉国和 《实验室研究与探索》 北大核心 2017年第9期29-31,共3页
为了进一步提高光学谐振腔的的谐振优势,设计了新型的光子晶体光纤(Photonic Crystal Fiber,PCF),解决了光子晶体可见光范围的光子晶体禁带问题。理论上基于Maxwell方程进行了缺陷分析,得到了模式有效折射率和设计缺陷的双折射模型。... 为了进一步提高光学谐振腔的的谐振优势,设计了新型的光子晶体光纤(Photonic Crystal Fiber,PCF),解决了光子晶体可见光范围的光子晶体禁带问题。理论上基于Maxwell方程进行了缺陷分析,得到了模式有效折射率和设计缺陷的双折射模型。由计算机软件双折射特性分析发现:设计模型的2正交偏振态折射率差模型更大,设计模型具有负色散,这能够补偿光纤中的正色散损耗,电磁场分析表明,设计的结构以耦合效率很好。 展开更多
关键词 计算机软件 光子晶体光纤 双折射 MAXWELL方程
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