Applied Electromagnetics Using QuickField and MATLAB pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

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出版者:Jones and Bartlett Publishers, Inc

作者:J.R. Claycomb

出品人:

页数:400

译者:

出版时间:2009-3-25

价格:USD 99.95

装帧:Hardcover

isbn号码:9780763777517

丛书系列:

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深入解析电磁现象与数值模拟的强大结合 本书旨在为读者提供一个全面而深入的视角，探索电磁学的基本原理及其在工程实际中的应用。我们将循序渐进地揭示电磁场的基本概念，包括电场、磁场、电势、磁势以及它们之间的相互作用。通过对麦克斯韦方程组的透彻讲解，读者将理解电磁波的产生、传播及其与物质的相互作用。 本书的核心特色在于，它将理论知识与先进的计算工具紧密结合。我们不只停留在概念层面，更将重心放在如何利用现代软件工具来解决复杂的电磁问题。QuickField，作为一款强大的有限元分析（FEA）软件，将是本书实践部分的重要载体。读者将学习如何使用QuickField建立精确的几何模型，定义材料属性，设置边界条件，并进行稳态、瞬态及频域的电磁场分析。从简单的静电场和稳恒磁场，到复杂的电磁波传播和涡流损耗计算，QuickField都将提供直观且高效的解决方案。 与QuickField的强大仿真能力相辅相成的是MATLAB。本书将详细介绍如何利用MATLAB进行电磁数据的后处理、可视化分析以及参数化仿真。读者将学习如何提取QuickField仿真结果，并通过MATLAB进行数据清洗、绘图、频谱分析，甚至进行更高级的数值计算，如优化设计参数、进行蒙特卡洛模拟等。MATLAB的编程灵活性将使用户能够构建定制化的分析流程，深入挖掘仿真数据背后的规律，并将理论预测与仿真结果进行精确比对。 本书的章节安排旨在构建一个逻辑清晰的学习路径： 第一部分：电磁学基础理论回顾 静电场基础： 电荷、库仑定律、电场强度、电势、高斯定理、电容。我们将深入探讨均匀和非均匀电场分布的计算方法，以及常见几何形状电容器的电容计算。 稳恒磁场基础： 电流、安培定律、磁场强度、磁通量、洛伦兹力、电感。我们将分析载流导线、螺线管产生的磁场，并介绍磁性材料的性质。 时变电磁场与麦克斯韦方程组： 法拉第电磁感应定律、位移电流、麦克斯韦方程组的微分和积分形式。这是理解电磁波产生和传播的关键，我们将详细解析方程组的物理含义。 电磁波的产生与传播： 横电磁波（TEM）、纵波、电磁波的能量、动量和角动量。我们将探讨平面电磁波在真空和介质中的传播特性，以及反射和折射现象。 第二部分：QuickField在电磁场分析中的应用 QuickField入门与基础操作： 软件界面介绍，几何模型的创建与编辑，材料属性的赋予，边界条件的设置。读者将从最基础的操作开始，熟悉软件的使用。 静电场与稳恒磁场仿真： 使用QuickField解决电容器、电感器、电机、变压器等经典电磁器件的设计与分析问题。我们将演示如何通过仿真验证理论计算，并优化器件性能。 交流电磁场与涡流损耗分析： 针对交变电磁场，我们将学习如何进行瞬态和频域分析，重点关注导体的涡流损耗、磁滞损耗等，并探索减小损耗的设计策略。 电磁波传播与天线仿真： 使用QuickField模拟电磁波在不同介质中的传播，分析波导、谐振腔等结构，并对简单天线进行辐射方向图和阻抗的初步仿真。 高级仿真技术： 非线性材料分析、多物理场耦合（如热-电磁耦合），以及如何处理复杂几何形状和边界条件。 第三部分：MATLAB在电磁数据处理与分析中的作用 MATLAB基础与电磁计算： MATLAB基本语法、矩阵运算、函数定义，以及如何利用MATLAB进行电磁学相关的数学推导和数值计算。 QuickField数据导入与可视化： 学习如何将QuickField导出的仿真数据导入MATLAB，并利用MATLAB强大的绘图功能，将电场强度、磁感应强度、电势等物理量以直观的图形形式展示出来。 电磁场分析的后处理： 通过MATLAB对仿真结果进行定量分析，例如计算电容、电感、能量、功率损耗等。我们将介绍常用的分析方法和脚本编写技巧。 参数化仿真与优化设计： 利用MATLAB的编程能力，实现QuickField仿真参数的自动扫描和优化。读者将学习如何通过脚本控制QuickField的运行，找到最优的设计参数，以满足特定的性能指标。 信号处理与频谱分析： 在涉及时变电磁场和电磁波传播时，MATLAB在信号处理方面的优势将得到充分发挥。我们将学习如何对仿真信号进行傅里叶变换，分析频谱特性。 与QuickField的集成应用： 演示如何构建一个完整的仿真流程，从MATLAB控制QuickField运行，到数据导入、分析和结果输出，实现高效的仿真与设计闭环。 通过本书的学习，读者将不仅巩固电磁学理论知识，更重要的是掌握将理论应用于实际问题的强大工具。无论是学生、研究人员还是工程师，都能从中受益，提升在电磁学设计、分析和问题解决方面的能力。本书强调的并非仅仅是工具的使用，而是通过工具深刻理解电磁现象的本质，并能灵活运用这些工具解决复杂工程挑战。

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初翻这本教材，最让我感到耳目一新的是它对于物理图像的强调。很多教科书在引入麦克斯韦方程组时，常常让人感觉仿佛在进行纯粹的数学游戏，公式推导一气呵成，但背后的物理意义却变得模糊不清。我希望这本书能够在这方面有所突破，用更直观的方式去解释电磁场是如何在空间中传播、相互作用的。例如，在讨论坡印廷矢量时，我期待看到更生动、更贴近实际的例子，比如能量如何在传输线上流动，或者在天线辐射过程中能量是如何分配的。如果作者能结合一些历史上的经典实验或最新的技术应用来佐证理论，那无疑会大大增强阅读的趣味性和对知识的吸收效率。我总觉得，对电磁学的理解，很大程度上取决于你对场的“感觉”，而不是你解方程的能力。所以，这本书如果能培养读者的这种“场感”，那它的价值就无可估量了。

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这本书的封面设计得相当朴实，没有那种花哨的图表或引人注目的插画，更多的是一种严谨的学术气息扑面而来。我拿到手时，首先注意到的是纸张的质感，虽然不是那种奢华的铜版纸，但印刷清晰，字里行间透露着一种务实的态度。内容上，它似乎将理论与实践的结合放在了非常重要的位置。我期望它能深入浅出地讲解电磁学的基础概念，而不是仅仅罗列公式。毕竟，对于我们这些需要将理论应用于实际工程的读者来说，理解“为什么”和“怎么做”远比记住一堆符号来得重要。从目录的初步浏览来看，似乎覆盖了从静电场到波动传播的广泛领域，这对于一本入门或进阶的参考书来说是必要的广度。我特别关注了其中关于数值模拟方法的介绍部分，希望它能在工具的使用技巧上提供足够的细节，而不是泛泛而谈。这本书如果能做到理论推导的严谨性与实际操作的易用性之间找到一个完美的平衡点，那它绝对会成为我工作台上常备的工具书。

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坦白说，我对市面上大量的电磁学教材感到审美疲劳，它们往往要么过于偏重理论，要么沦为软件操作手册。我正在寻找的是一本能够真正连接“黑箱计算”与“物理洞察”的桥梁。这本书似乎试图扮演这个角色，它暗示着通过某种特定的计算平台，我们可以更好地“看见”电磁现象。我非常好奇作者是如何将这种计算能力融入到对电磁理论教学中的。是作为辅助工具来验证解析解，还是作为探索非解析问题的核心手段？如果它能展示一些标准测试案例，比如谐振腔模态分析或者散射截面计算，并且清晰地展示计算结果与理论预测之间的对比，那将极大地增强其可信度。我更看重的是，通过这本书的学习，我能否构建起一个更精细、更准确的电磁问题解决框架，而不是仅仅学会了一个软件的功能键。

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我是在寻找一本能够帮助我过渡到更复杂电磁仿真项目的参考书时偶然发现它的。我对那些只停留在经典分析解的教材已经感到有些力不从心了。因此，我对这本书中提及的任何与计算方法相关的章节抱有极高的期待。我非常想知道作者是如何组织材料来讲解有限元法或者边界元法的，它们在电磁问题求解中的优势和局限性是什么？更关键的是，如果它真的与特定的软件工具结合，我希望作者能详细剖析如何将一个真实的物理问题转化为软件可以理解的输入参数，以及如何解读输出结果中的误差和收敛性。很多时候，软件用起来容易，但如何保证仿真结果的可靠性却是一门大学问。如果这本书能提供一套系统的、可重复的案例研究，展示从建模、求解到后处理的完整流程，那它对我的实践指导意义就非同一般了。

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这本书的语言风格似乎走的是一种非常直接、不绕弯子的路线。我个人偏爱这种“开门见山”的写作方式，尤其是在处理复杂的工程问题时，冗余的修饰词只会增加阅读的疲劳感。从我快速翻阅的几个章节来看，作者似乎倾向于用清晰、简洁的句子来构建论点，这使得关键信息的提取效率很高。当然，这种风格也有其双刃剑的性质——如果基础铺垫不足，可能会让初学者感到难以跟进。我特别留意了它对术语的定义和使用的前后一致性，在技术书籍中，术语定义的模糊是导致理解偏差的主要原因之一。我希望这本书在引入新概念时，总能提供一个清晰的数学定义和对应的物理直观解释，形成一个完整的认知闭环。如果它能在保持简洁的同时，又不牺牲必要的严谨性，那么它就成功了一半。

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