电磁场数值计算..ppt

数值计 电磁场数值计算 当计算场域的边界几何形状复杂时,应用解析 法分析较困难,这时可以采用数值计算(科学计算) 的方法。 电磁问题的划分 ①场源问题 已知计算场域中电荷、电流的分布,求场分布。 直接求积分方程 W(r) dv = 4丌 V4丌a 上页「下页  数值计 静电场中元电荷产生的电场 de dE P(r 4xE。R2 dg=pd, ods, adl 体电荷的电场 4πEok1=1kk1 R ads 矢量的积分 dv V 4er 上页「下页  数值计 静磁场中元电流产生的电场 体电流B=J()×edv 4兀 R 面电流B=k(r)xedS R 兀F ①边值问题 已知空间介质分布,电极形状、位置和电位, 场域边界上的电位或场强,这类问题归结为求解给 定边界条件的电位微分方程的解。 上页「下页  数值计 1.静电场的边值问题( Boundary Problem 微分 泊松方程v2=-p/E 方程 拉普拉斯方程V2q=0 场域边界条件(待讲) 边值边界 分界面衔 问题条件 接条件 1 自然边界条件limr=有限值 初始 条件 强制边界条件lm9=有限值 上页「下页  数值计 场域边界条件 1)第一类边界条件(狄里赫利条件, Dirichlet) 已知边界上的电位=f(s) 2)第二类边界条件(聂以曼条件 Neumann) 已知边界上电位的法向导数(即电荷面密度σ或 电力线) f( n 3)第三类边界条件 已知边界上电位及电位法向导数的线性组合 O (otB f(s) an 上页「下页  数值计 实测法 实验法 模拟法 积分法 电磁问题 分离变量法 解析法+镜像法、电轴法 微分方程法 保角变换法 计算法 有限差分法 有限元法 数值法十边界元法 矩量法 积分方程法 上页「下页  数值计 例 试写出图示静电场的边值问题。 解大地以上空间: 100V 50V 大地,∞) 上页「下页  数值计 例试写出图示平板电容器电场的边值问题。 解 p2 同一个条件 2 g192 91 参考点 上页「下页  数值计 例试写出长直同轴电缆中静电场的边值问题。 解根据场分布的对称性 确定计算场域,边值问题 c 2b+ (阴影区域) 缆心为正方形的 9(xb0yb及y=b0x=U (x=0,bya) X 上页「下页  数值计 2.数值计算的基本过程 计算 评判 结果 物理 计算选择数值 结果 的可 的合 问题模型计算方法 理性 视化 和正 处理 确性 关键步骤 上页「下页